DE10032568A1 - Apparatus and method for electrically contacting located in a liquid in suspension biological cells - Google Patents

Apparatus and method for electrically contacting located in a liquid in suspension biological cells

Info

Publication number
DE10032568A1
DE10032568A1 DE10032568A DE10032568A DE10032568A1 DE 10032568 A1 DE10032568 A1 DE 10032568A1 DE 10032568 A DE10032568 A DE 10032568A DE 10032568 A DE10032568 A DE 10032568A DE 10032568 A1 DE10032568 A1 DE 10032568A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
characterized
cell
device according
contact
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE10032568A
Other languages
German (de)
Inventor
Alfred Stett
Wilfried Nisch
Hugo Haemmerle
Thomas Knott
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cytocentrics AG
Original Assignee
NMI Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut an der Universitaet Tuebingen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NMI Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut an der Universitaet Tuebingen filed Critical NMI Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut an der Universitaet Tuebingen
Priority to DE10032568A priority Critical patent/DE10032568A1/en
Publication of DE10032568A1 publication Critical patent/DE10032568A1/en
Application status is Ceased legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483Physical analysis of biological material
    • G01N33/487Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/48707Physical analysis of biological material of liquid biological material by electrical means
    • G01N33/48728Investigating individual cells, e.g. by patch clamp, voltage clamp
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M35/00Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
    • C12M35/02Electrical or electromagnetic means, e.g. for electroporation or for cell fusion
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G01N33/54373Apparatus specially adapted for solid-phase testing involving physiochemical end-point determination, e.g. wave-guides, FETS, gratings
    • G01N33/5438Electrodes

Abstract

The invention relates to a device for making electrical contact with biological cells (11), suspended in a fluid (14), comprising a substrate with at least one opening and a means of immobilising a cell (11) on the opening. Furthermore, an electrode for making electrical contact with the immobilised cell (11) is provided. A contact unit with a contact point (23) is arranged at the opening, the upper end of which extends into the opening, such that the said end contacts the cell membrane of an immobilised cell (11). The contact point (23) comprises a contact channel opening at the upper end thereof, by means of which a hydrodynamic vacuum may be played on the cell membrane and the electrode is in electrical contact with the contact channel. The invention further relates to a method for making electrical contact with biological cells suspended in a fluid, whereby a cell is immobilised above an opening in a substrate and the cell contacted by at least one electrode. In order to make contact with the immobilised cell (11), a contact point (23), extending through the opening, produces a hydrodynamic vacuum on the cell membrane of the cell (11), whereby the electrode makes electrical contact with the cell (11) by means of the contact point (23).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elek trischen Kontaktieren von in einer Flüssigkeit in Suspension befindlichen biologischen Zellen, mit einem zumindest eine Öff nung aufweisenden Substrat, mit Mitteln zum Immobilisieren ei ner Zelle auf der Öffnung, vorzugsweise einem in die Öffnung ragenden Einsaugkanal, über den an der Öffnung ein hydrodynami scher Unterdruck zum Immobilisieren einer Zelle auf der Öffnung erzeugbar ist, und zumindest einer Elektrode für die elektri sche Kontaktierung der immobilisierten Zelle. The present invention relates to an apparatus for elec trical contact of in a liquid in suspension biological cells, with an at least planning a Publ substrate having, means for immobilizing ei ner cell on the opening, preferably a projecting into the opening of air intake ports, on the at the opening of a shear hydrodynami vacuum for immobilizing a cell is generated on the opening, and at least one electrode for the electrical contacting of the immobilized specific cell.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum elektrischen Kontaktieren von in einer Flüssigkeit in Suspension befindli chen biologischen Zelle, mit den Schritten: The invention further relates to a method for electrically contacting surfaces in a liquid in suspension befindli biological cell, comprising the steps of:

  • - Immobilisieren einer Zelle oberhalb einer in einem Substrat vorgesehenen Öffnung, vorzugsweise durch Erzeugen eines hydrodynamischen Unterdruckes, und - immobilizing a cell above an opening provided in a substrate opening, preferably by generating a hydrodynamic negative pressure, and
  • - Kontaktieren der immobilisierten Zelle über zumindest eine Elektrode. - contacting the immobilized cell via at least one electrode.

Eine Vorrichtung sowie ein Verfahren der vorstehend genannten Art sind aus der DE 197 12 309 A1 bekannt. An apparatus and a method of the abovementioned type are known from DE 197 12 309 A1.

Die bekannte Vorrichtung umfaßt eine Mikroelektrodenanordnung, bei der die Zellen in Mikroküvetten eingefangen werden, an de ren Boden sich eine Elektrode befindet. The known apparatus comprises a micro-electrode array in which the cells are trapped in microcuvettes, an electrode is to de ren ground. Die Elektrode ist mit einem zentralen Ansaugkanal versehen, in dem über geeignete Verbindungskanäle, die unterhalb der Elektroden verlaufen, ein Unterdruck erzeugt werden kann. The electrode is provided with a central suction duct in which via suitable connecting channels, which extend beneath the electrodes, a negative pressure can be generated. Auf diese Weise ist es möglich, einzelne Zellen zielgerichtet an die Elektroden heranzuziehen und sie unter einem gewissen Kontaktdruck auf den Elektroden zu immobilisieren. In this way it is possible to use single cells targeted to the electrodes and to immobilize them under a certain contact pressure on the electrodes. Mit der bekannten Vorrichtung können dann Mes sungen an den Zellen, jedoch nur von deren Membranaußenseite her, durchgeführt werden. With the known device can then Mes solutions to the cells, however, carried out by the membrane outside.

Derartige Mikroelektrodenanordnungen werden allgemein zum Un tersuchen von biologischen Zellen verwendet. Such microelectrode arrangements are generally to investigate Un of biological cells. Die Mikroelektro denanordnungen dienen dabei z. dena ordinances Microelectric serve here,. B. zum Stimulieren der Zellen oder zum Ableiten von Potentialen. For example, for stimulating the cells or to derive potentials. Die Untersuchungen können in einer biologischen Umgebung oder in einer artifiziellen Umgebung durchgeführt werden. The tests can be performed in a biological environment or in an artificial environment. Die Anordnungen umfassen dabei in ei nem Trägerkörper, also auf einem Substrat, eine Vielzahl von Mikroelektroden, deren Abmessungen etwa in der Größenordnung der Zellen liegen, also im Bereich von einigen µm bis einigen 10 µm. The assemblies include this in egg NEM carrier body, so on a substrate, a plurality of micro electrodes, the dimensions of which are approximately in the order of the cells, thus in the range of several microns to several 10 microns.

Bei herkömmlichen Mikroelektrodenanordnungen ist man mehr oder weniger auf den Zufall angewiesen, ob sich die eine oder die andere Zelle auf einer bestimmte Elektrode niederläßt oder nicht. In conventional micro-electrode arrangements one is more or less dependent on the random whether the one or the other cell settles on a particular electrode or not. In der Praxis lassen sich die Zellen im allgemeinen nur unter teilweiser Überdeckung auf einer Elektrode nieder, so daß die Stimulation der Zelle bzw. die Ableitung eines Zellpotenti als auf diese Teilfläche beschränkt ist. In practice, the cells can generally only under low partial overlapping on an electrode so that the stimulation of the cell or the derivation of a Zellpotenti is as limited to this face.

Diese Nachteile werden durch die aus der eingangs genannten DE 197 12 309 A1 bekannte Vorrichtung zwar größtenteils besei tigt, insbesondere wird dafür gesorgt, daß auf einer Mikroelek trode nur eine Zelle zu liegen kommt. Although these disadvantages are largely Untitled besei by the well-known from the aforementioned DE 197 12 309 A1 device, in particular it is ensured that trode on a Mikroelek only one cell comes to lie. Andererseits bleibt es nach wie vor dem Zufall überlassen, ob eine Zelle und welche Zelle in der Mikroküvette eingefangen wird. On the other hand, it continues to be left to chance whether a cell and which cell is captured in the microcuvette. Dabei ist ferner nicht auszuschließen, daß in der Flüssigkeit befindliche Parti kel in die Mikroküvette eingesogen werden, die zwar die Durch führung einer Messung ermöglichen, deren Ergebnisse jedoch nicht verwertbar sind. It is also not excluded that Parti angle located in the liquid are drawn into the microcuvette, which although enabling the implementing of a measurement, but their results are not recyclable.

Ein weiterer Nachteil bei der bekannten Vorrichtung und dem be kannten Verfahren besteht darin, daß nur Messungen an der Au ßenseite der Zellmembran durchgeführt werden können. Another drawback with the known device and be known methods is that only measurements on the Au ßenseite the cell membrane can be carried out. Intrazel luläre Messungen sind nicht möglich. Intrazel luläre measurements are not possible.

Derartige intrazelluläre Messungen lassen sich jedoch mit der sogenannten Patch-Clamp-Technik durchführen, bei der eine soge nannte Membranfleck-Klemme eingesetzt wird; However, such intracellular measurements can be carried out with the so-called patch clamp technique is used in the so-called a membrane patch-clamp; siehe z. see, for example. B. Neher und Sakmann: "Die Erforschung von Zellsignalen mit der Patch- Clamp-Technik", Spektrum der Wissenschaften, Mai 1992, S. 48. B. Neher and Sakmann: "The study of cell signals with the patch clamp technique," Spectrum of Sciences, May 1992 p. 48

Bei dieser Technik wird eine mit elektrisch leitender Flüssig keit gefüllte Mikropipette gezielt an eine adhärente Zelle her angeführt und auf deren Membran aufgesetzt, so daß sich diese leicht nach innen wölbt. In this technique an electrically conductive liquid with ness filled micropipette is selectively led to an adherent cell forth and placed on the membrane, so that these bulges slightly inwardly. Daraufhin wird der von der Pipetten spitze eingeschlossene Membranfleck durch Unterdruck leicht an gesogen, wodurch dieser gegenüber der umgebenden Flüssigkeit abgedichtet und elektrisch isoliert wird. Then, the top enclosed by the membrane patch pipettes is sucked by negative pressure slightly, whereby the latter is sealed off from the surrounding liquid and are electrically insulated. Diese Isolation wird auch als "Gigaseal" bezeichnet. This insulation is also called "gigaseal".

Auf diese Weise ist es möglich, z. In this way it is possible for. B. Messungen an Ionenkanälen auf der Membranaußenseite durchzuführen. B. perform measurements on ion channels on the membrane outside.

Wenn die abgedichtete Membran jedoch weiter angesaugt wird, wird der Membranfleck perforiert, so daß ein hydrodynamisch und elektrisch gegenüber der umgebenden Flüssigkeit abgedichteter Zugang durch die Pipettenöffnung zum Zellinneren besteht, so daß intrazelluläre Messungen und Stimulationen möglich sind (sogenannter "Whole-Cell-Patch"). When the sealed diaphragm, however, remains sucked, the membrane patch is perforated so that a hydro dynamically and electrically insulated from the surrounding liquid sealed access through the pipette opening to the interior of the cell is such that intracellular measurements and stimulations are possible (so-called "whole-cell patch" ).

Bei der Patch-Clamp-Technik ist von Nachteil, daß sie nur an adhärenten oder anderweitig immobilisierten Zellen durchgeführt werden kann, an die die fragile Glaspipette jeweils mittels ei nes Mikromanipulators herangeführt werden muß. In the patch-clamp technique is disadvantageous in that it can only be performed on adherent or otherwise immobilized cells to which the fragile glass pipette must be brought in each case by means of ei nes micromanipulator. Aus diesem Grund ist die Anzahl gleichzeitig kontaktierbarer Zellen äußerst beschränkt, so daß mehrere Zellen nur sequentiell abgearbeitet werden können. For this reason, the number of simultaneously contactable cells is extremely limited, so that more cells can be processed sequentially.

Diese Methode ist daher ungeeignet für Massenuntersuchungen, wie sie z. The method is therefore unsuitable for mass screening as such. B. im Bereich des Pharmascreening, des Substanzscree ning etc. erforderlich wären. As in the field of pharmaceutical screening, the Substanzscree ning etc. would be required.

Ein weiterer Nachteil bei der konventionellen Patch-Clamp- Technik besteht darin, daß sie nicht automatisierbar ist, son dern manuell von Personal durchgeführt wird, das große Erfah rung mitbringen und viel Fingerspitzengefühl aufweisen muß. Another disadvantage of the conventional patch clamp technique is that it can not be automated, son countries is manually performed by personnel who bring great experi tion and must have a lot of tact.

Aus der DE 198 27 957 A1 ist es bekannt, eine Zelle auf einem Glasträger zu immobilisieren, dessen Oberfläche eine ringstruk turförmige Profilierung aufweist, um die Zelladhäsion zu ver bessern. From DE 198 27 957 A1 it is known to immobilize a cell on a glass substrate, whose surface has a ring constructive turförmige profiling to improve cell adhesion to ver. Auf dem Glasträger ist im Bereich der Auflagefläche für die Zelle eine kegelförmig vorspringende Elektrode angeord net, die mit ihrer scharfen, ringförmigen Spitze in die Zell membran einschneidet und für intrazelluläre Messungen vorgese hen ist. in the region of the bearing surface for the cell on the glass slide is a conical protruding electrode angeord net, the cuts with their sharp annular tip into the cell membrane and vorgese for intracellular measurements is hen. Die Elektrode kann als Zylinderelektrode mit einem Hohlkanal ausgelegt sein, durch den auf die Zellmembran ein Un terdruck zum Fixieren der Zelle und/oder Perforieren der Zell membran ausgeübt werden kann. The electrode can be designed as a cylindrical electrode having a hollow channel, can be exercised by the membrane on a Un terdruck for fixing the cell and / or perforation of the cell membrane.

Wie die Zelle auf den Auflagebereich gelangt, ist nicht be schrieben. As the cell reaches the contact area is not enrolled be. Nachteilig ist bei der bekannten Vorrichtung, daß die elektrische Abdichtung auf der ringförmigen Elektrodenspit ze nur durch die "Haltekraft" der Zelle auf der profilierten Oberfläche bestimmt wird. A disadvantage of the known device is that the electrical insulation on the annular Elektrodenspit ze only by the "holding power" of the cell on the profiled surface is determined. Die Durchführung von Massenuntersu chungen ist mit der bekannten Vorrichtung nicht möglich. The implementation of Massenuntersu cations is not possible with the known device.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der ein gangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die vorste hend genannten Nachteile vermieden werden. Against this background, the present invention has for its object to provide a method and a device of the type mentioned, a further develop such a way that the starting vorste mentioned disadvantages are avoided. Insbesondere soll eine automatisierbare, effiziente und universell einsetzbare Möglichkeit für das elektrische Kontaktieren der Zellen ge schaffen werden, um so Messungen sowohl an der Außenseite der Membran als auch intrazellulär durchführen zu können. In particular, an automated, efficient and universal way for the electrical contacting of the cells ge is to be created in order to be able to perform measurements both on the outer side of the membrane as well as intracellularly. Das neue Verfahren soll dabei einfach und automatisierbar durchzuführen sein, wobei die neue Vorrichtung konstruktiv einfach aufgebaut sein soll. The new process is intended to be simple and can be automated to be performed, wherein the new device is to be of simple construction.

Bei der eingangs erwähnten Vorrichtung wird diese Aufgabe da durch gelöst, daß an die Öffnung eine Kontakteinheit mit einer Kontaktspitze angeordnet ist, deren oberes Ende so in die Öff nung hineinragt, daß sie mit einer Zellmembran einer immobili sierten Zelle in Anlage gelangt, die Kontaktspitze einen an ih rem oberen Ende mündenden Kontaktkanal aufweist, über den auf die Zellmembran ein hydrodynamischer Unterdruck ausübbar ist, und die Elektrode elektrisch mit dem Kontaktkanal in Verbindung steht. In the aforementioned device this object is because solved by that a contact unit is arranged with a contact tip at the opening, the upper end so projects into the Publ voltage that it reaches a cell membrane of a immobili overbased cell conditioning, the contact tip a having at ih rem upper end debouching contact channel, a hydrodynamic low pressure is exerted on the on the cell membrane, and the electrode is in electrical contact with the passage.

Bei dem eingangs genannten Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zum Kontaktieren der immobilisierten Zelle durch eine in die Öffnung ragende Kontaktspitze hindurch auf die Zellmembran der Zelle ein hydrodynamischer Unterdruck ausgeübt wird, wobei die Elektrode durch die Kontaktspitze hindurch mit der Zelle elektrisch in Kontakt gelangt. In the above-mentioned method, this object is achieved in that a hydrodynamic low pressure is applied for contacting the immobilized cell with a projecting into the opening contact tip through the cell membrane of the cell, wherein the electrode passes through the contact tip through with the cell in electrical contact ,

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Wei se vollkommen gelöst. The object of the invention is based is to this Wei se completely achieved.

Unabhängig von der Immobilisierung, die vorzugsweise durch Un terdruck in dem Ansaugkanal erfolgt, ragt in die Öffnung eine Patch-Clamp-Spitze hinein, über die außen an der Membran und/oder intrazellulär elektrische Signale gemessen und/oder zugeführt werden können. Regardless of the immobilization, which is preferably done by Un terdruck in the intake passage, projecting into the aperture, a patch-clamp peak, can be measured via the electrical outside of the membrane and / or intracellular signals and / or supplied. Dabei ist der Haltedruck unabhängig und getrennt von dem Kontaktdruck, so daß die Kontaktspitze ei nen sehr kleinen Durchmesser aufweisen kann, der einen zuver lässigen Gigaseal und eine gute Perforation ermöglicht. In this case, the holding pressure is independent and separate from the contact pressure so that the contact tip ei NEN very small diameter may have, which allows a reli permeable gigaseal and good perforation. Der Durchmesser der Öffnung ist deutlich größer, so daß sich ein sehr großer Haltedruck ergibt, ohne daß die Zelle in den An saugkanal oder gar in den Kontaktkanal eingezogen wird. The diameter of the opening is considerably greater, so that a very large holding pressure results without the cell is drawn into the suction channel to or even in the contact channel.

Auf diese Weise sind stabile Langzeitmessungen auch unter Per fusion möglich, wenn die Zelle außen mit Substanzen angespült wird, um bestimmte Reaktionen der Zelle hervorzurufen, die wie derum über die Elektrode erfaßt werden sollen. In this way, stable long-term measurements possible even under Per fusion, when the cell is outside washed with substances to cause certain reactions of the cell to be as derum detected via the electrode.

Weil die Kontaktspitze in die Öffnung hineinragt, ergibt sich beim Ansaugen der Zelle auf die Öffnung mittels des Ansaugka nals eine Einwölbung der Zellmembran im Bereich der Kontakt spitze, wie es auch bei der manuellen Patch-Clamp-Technik wün schenswert ist, um für einen guten Gigaseal zu sorgen, wenn durch den Kontaktkanal ein leichter Unterdruck auf den Membran fleck ausgeübt wird. Because the contact tip protruding into the opening, resulting in suction of the cell to the opening by means of the Ansaugka Nals a concavity of the cell membrane in the region of the contact tip as Wanting also during the manual patch clamp is's worth in order for a good gigaseal to ensure, when a slight negative pressure to the membrane stain exerted by the contact channel. Durch kurzfristiges, stoßweises Erhöhen des Unterdrucks im Kontaktkanal läßt sich in an sich bekannter Weise der Membranfleck jetzt reproduzierbar perforieren. By short-term, impact-wise increasing the negative pressure in the contact channel of the membrane patch can perforate reproducible in a conventional manner now.

Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben erkannt, daß durch die Trennung von Ansaugkanal und Kontaktkanal eine zuver lässige und damit automatisierbare Positionierung von Zellen über der Öffnung und deren Kontaktierung nach der Patch-Clamp- Technik möglich wird. The present inventors have recognized that a reli permeable and automated positioning of cells over the opening and the contact after the patch-clamp technique is made possible by the separation of the suction passage and contact channel.

Aus der prioritätsälteren, aber nicht vorveröffentlichten DE 199 48 473 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der eine Zelle durch einen Ansaugkanal auf eine Öffnung in einem Substrat gesaugt wird, wobei stromabwärts im Ansaugkanal eine Elektrode angeordnet ist, die über die elektrisch leitende Flüssigkeit in dem Ansaugkanal Messungen sowohl an der Außen seite der Zellmembran als auch intrazelluläre Messungen ermög licht, wenn durch einen kurzen Druckstoß zuvor der von dem An saugkanal eingeschlossene Membranfleck perfundiert wurde. From earlier priority but not a prior publication DE 199 48 473 A1 an apparatus is known in which a cell is sucked by a suction duct to an opening in a substrate, wherein a downstream electrode is disposed in the intake passage, which via the electrically conductive liquid in the intake channel measurements both on the outside of the cell membrane and intracellular measurements made light when the suction channel enclosed by the on membrane patch was perfused by a short pressure shock before.

Bei dieser Vorrichtung ist nur ein Kanal vorhanden, der sowohl als Ansaug- als auch als Kontaktkanal dient und daher einen re lativ großen Innendurchmesser aufweisen muß, um eine entspre chende Haltekraft auf die Zelle ausüben zu können. In this device, only one channel is present, which serves as both a suction and a contact channel, and therefore must have a concentration relative large inner diameter to exert a holding force entspre sponding to the cell. Zwar wird auch hier durch das Anlegen des Unterdrucks ein Gigaseal er zeugt, dieser ist jedoch nach Erkenntnis der Erfinder nicht so zuverlässig wie bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Even here gigaseal is he testifies by the application of negative pressure but it is not as reliable as in the inventive device according to findings of the inventors. Ferner ergibt sich keine Einwölbung in der Membran der angesogenen Zelle, sondern die Membran wird vielmehr nach außen gewölbt und in den Ansaugkanal eingezogen, so daß sich über der Zeit die effektive Membranfläche verändern kann, so daß keine stabilen Langzeitmessungen möglich sind. Furthermore, no indentation results in the membrane of the aspirated cell, but the membrane is curved rather to the outside and fed into the intake passage, so that can change the effective membrane area over time, so that no stable long-term measurements.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es bevorzugt, wenn die Kontakteinheit abnehmbar an der Öffnung an geordnet ist, wobei weiter vorzugsweise die Kontaktspitze aus wechselbar angeordnet ist. In a further development of the device according to the invention, it is preferred if the contact unit is detachably arranged at the opening on, wherein further the contact tip is preferably disposed of interchangeable.

Hier ist von Vorteil, daß die Kontakteinheit und/oder die Kon taktspitze leicht ausgewechselt werden können, während die üb rigen Bestandteile der neuen Vorrichtung wieder verwendbar sind. The advantage here is that the contact unit and / or the con tact tip easily can be exchanged, while the üb ring components of the new apparatus are reusable. Dieser Maßnahme liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Patch- Clamp-Spitzen nur einmal verwendet werden können, bereits bei einem zweiten Einsatz wird kein ausreichender Gigaseal bzw. keine zuverlässige Membranperforation mehr erreicht. This measure is based on the finding that patch clamp tips can be used only once, even with a second application, a sufficient gigaseal or no reliable membrane perforation is more accomplished.

Dabei ist es bevorzugt, wenn der Ansaugkanal in dem Substrat verläuft, wobei andererseits der Ansaugkanal auch zumindest ab schnittsweise in der Kontakteinheit verlaufen kann. It is preferable that the intake passage extends in the substrate, on the other hand, the intake passage may extend in the contact unit also from at least section-wise.

Wenn der Ansaugkanal in dem Substrat verläuft, ist von Vorteil, daß die Kontakteinheit sehr einfach und preiswert aufgebaut sein kann. When the intake duct extends in the substrate, is advantageous in that the contact unit can be constructed very simply and inexpensively. Verläuft der Ansaugkanal dagegen zumindest ab schnittsweise in der Kontakteinheit, so kann der Außenanschluß sowohl des Ansaugkanals als auch des Kontaktkanals auf einfache Weise an der Kontakteinheit selbst erfolgen, was das Handling und den Aufbau vereinfacht. Passes the intake port, however, at least from cut, in the contact unit, the external connection can be made both of the intake duct and the contact channel in a simple manner at the contact unit itself, which simplifies the handling and construction.

Weiter es ist bevorzugt, wenn die Kontakteinheit ein austausch bares, die Kontaktspitze aufweisendes Oberteil sowie ein wie derverwendbares, die Elektrode und einen ersten Abschnitt des Kontaktkanals aufweisendes Unterteil aufweist, wobei die Kon takteinheit vorzugsweise im Bereich der Öffnung außen an dem Substrat anliegt und die Öffnung nach außen flüssigkeitsdicht abschließt, wobei weiter vorzugsweise das Oberteil unter Druck außen an dem Substrat und das Unterteil unter Druck an dem Oberteil anliegt. Further, it is preferred if the contact unit replacement bares, bears the contact tip exhibiting upper part and a like derverwendbares, comprising the electrode and a first portion of the contact channel exhibiting lower part, wherein the Kon clock unit is preferably in the region of the opening on the outside of the substrate and the opening liquid-tight seal to the outside, more preferably abuts the upper part under pressure on the outside of the substrate and the lower part under pressure to the upper part.

Bei diesen Maßnahmen ist von Vorteil, daß zum Auswechseln der Kontaktspitze lediglich das Oberteil der Kontakteinheit ausge wechselt werden muß. With these measures is an advantage that for exchanging the contact tip only the top of the contact unit must be replaced. Weil Unterteil und Oberteil aneinander bzw. an dem Substrat unter Druck anliegen, sind keine Schraub arbeiten oder ähnliche Manipulationen erforderlich, der Aus tausch kann automatisiert z. Because lower part and upper part bear against one another and to the substrate under pressure, no screw is working, or similar manipulations required from the exchange can be automated z. B. mit Hilfe eines Mikromanipula tors auf einfache Weise erfolgen. B. done using a Mikromanipula tors easily.

Dabei ist es bevorzugt, wenn zwischen dem Substrat und dem Oberteil und/oder zwischen dem Oberteil und dem Unterteil ein Dichtmittel vorgesehen ist, das vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe: Silikonpaste, Zwei-Komponenten-Elastomer und Poly dimethylsiloxan-Elastomer (Sylgard TM ). It is preferable that a sealing means is provided between the substrate and the upper part and / or between the upper part and the lower part, which is preferably selected from the group: silicone paste, two-component elastomer and poly dimethyl siloxane elastomer (Sylgard TM) ,

Bei dieser Maßnahme ist von Vorteil, daß schon bei geringem Druck eine gute flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen Substrat, Oberteil und Unterteil erfolgt, so daß an den Mikro manipulator sowohl hinsichtlich Genauigkeit als auch hinsicht lich Druckausübung geringere Anforderungen zu stellen sind, als wenn bspw. ein O-Ring zur Abdichtung verwendet würde. This measure has an advantage that even at low pressure, a good liquid-tight seal between the substrate, upper part and lower part is effected such that application of pressure are at the micro-manipulator, both in terms of accuracy as well as ways Lich to require less than if, for example, an O ring would be used for sealing.

Weiter ist es bevorzugt, wenn in dem Unterteil eine Kammer vor gesehen ist, in die die Elektrode hineinragt und der erste Ab schnitt des Kontaktkanals mündet. Further, it is preferred if a chamber is seen in the lower part, into which projects the electrode and the first cut from the contact channel flows.

Hier ist von Vorteil, daß die Elektrode und der erste Abschnitt des Kontaktkanals in dem wiederverwendbaren Unterteil angeord net sind, so daß die Kosten für die Durchführung einer Messung nur durch das austauschbare Oberteil bestimmt werden, daß le diglich die Kontaktspitze sowie einen zweiten Abschnitt des Kontaktkanals trägt. The advantage here is that the electrode and the first portion of the contact channel in the reusable base angeord net are such that the cost of carrying out a measurement to be determined only by the removable upper part that le diglich the contact tip and a second portion of the contact channel wearing.

In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, wenn in dem Oberteil ein der Kammer zugeordneter, die Kontaktspitze durchsetzender trichterförmiger zweiter Abschnitt des Kontaktkanals angeordnet ist. In this context it is preferable if an associated chamber in the upper part, the contact tip enforcing funnel-shaped second section of the contact channel is arranged.

Weiter ist es bevorzugt, wenn zwischen dem Oberteil und dem Substrat um die Kontaktspitze herum ein Ring ausgebildet ist, der auf das Unterteil zuweisend einen Durchbruch aufweist, der einem ersten Abschnitt des Ansaugkanals in dem Unterteil zuge ordnet ist. Further, it is preferable that a ring is formed between the upper part and the substrate to the contact tip around the zuweisend has an opening on the lower part which is arranged a first portion of the intake passage in the lower part supplied.

Auf diese einfache Weise kann der Ansaugkanal in die Kontak teinheit integriert werden. In this simple way the suction can be integrated into the teinheit Kontak. Der Ansaugkanal läuft jetzt von dem Unterteil über den Durchbruch in den Ringraum um die Kontakt spitze und saugt dort die Zelle auf die Öffnung und gegen die Kontaktspitze. The intake passage now runs from the base through the opening in the annulus around the contact tip and there sucks the cell on the opening and against the contact tip. Auch hier ist weiter von Vorteil, daß nur ein sehr einfach aufgebautes Oberteil, das wie alle anderen Kompo nenten in Mikrosystemtechnik, also mikrostrukturiert herge stellt sein kann, ausgetauscht werden muß. Here, too, is also advantageous that only a very simply constructed top that components like all other compo in microsystems technology, so microstructured provides Herge may be, must be replaced.

In einer Weiterbildung ist es bevorzugt, wenn der Ringraum auf das Substrat zuweisend mit einer Membran abgedichtet ist, in der ein die Kontaktspitze mit Abstand umgebender Durchlaß vor gesehen ist. In a further embodiment it is preferable if the annular space is sealed on the substrate zuweisend with a membrane, in which a contact tip is viewed at a distance of surrounding passage before.

Hier ist von Vorteil, daß die Öffnung in dem Substrat deutlich größer sein kann als der Durchlaß, durch den der Ansaugkanal die Zelle auf die Öffnung saugt. The advantage here is that the opening in the substrate can be significantly larger than the passage through which the suction draws the cell to the opening. Auf diese Weise sind an die Manipuliergenauigkeit des Mikromanipulators geringere Anforde rungen zu stellen, da nur sichergestellt werden muß, daß der Durchlaß im Bereich der Öffnung angeordnet ist, die Abdichtung nach außen erfolgt durch die Membran, die vorteilhafterweise an dem Oberteil befestigt ist. In this way, lower Anforde are approximations to make, since it must only be ensured that the passage is arranged in the region of the opening, said sealing is performed to the outside through the membrane, which is advantageously fixed to the upper part of the Manipuliergenauigkeit the micromanipulator.

Allgemein ist es bevorzugt, wenn im Bereich der Öffnung eine Referenzelektrode in die Flüssigkeit hineinragt. Generally, it is preferred that protrudes a reference electrode in the liquid in the region of the opening.

Bei dieser Maßnahme ist von Vorteil, daß durch die räumliche Nähe von Elektrode und Referenzelektrode sehr zuverlässig und reproduzierbar Potentiale auf der Zellmembran oder intrazellu lär gemessen werden können. This measure has the advantage that a very reliable and reproducible potentials on the cell membrane or intrazellu lär can be measured by the spatial proximity of the electrode and reference electrode.

Allgemein ist es bevorzugt, wenn auf dem Substrat um die Öff nung herum eine funktionelle Beschichtung als Mittel zur Immo bilisierung der Zellen vorgesehen ist. Generally, it is preferred if on the substrate to Publ voltage around a functional coating as a means to Property bilisierung of the cells is provided.

Diese Maßnahme dient in vorteilhafter Weise der Selektion der zu kontaktierenden Zellen. This measure is advantageously the selection of cells to be contacted. Die Maßnahme ist bei einer gattungs gemäßen Vorrichtung sowie einem gattungsgemäßen Verfahren auch für sich genommen neu und erfinderisch. The measure is taken for a device according to genus and a generic method for themselves new and inventive. Durch den Einsatz einer funktionellen Beschichtung ist es jetzt möglich, aus einer Sus pension verschiedener Zellen eine bestimmte Art von Zellen zu selektieren und zu kontaktieren. Through the use of a functional coating, it is now possible to select from a Sus pension of different cells a particular type of cells and to contact. Nur die Zellen, die an der auf die Zellen selbst abgestimmten funktionellen Beschichtung immo bilisiert werden, werden auch zur Messung herangezogen. Only the cells which are immo stabilizes at the cells to the self-coordinated functional coating are also used for measurement.

Die funktionelle Beschichtung ist dabei ausgewählt aus der Gruppe: Polyanionen; The functional coating is selected from the group: polyanions; Polykationen; polycations; Polyethylenimin; polyethyleneimine; Antikörper gegen Zelloberflächenmoleküle wie Integrine (z. B. Fibronektin) oder Lektine; Antibodies to cell surface molecules such as integrins (e.g., fibronectin.) Or lectins; und magnetische Beschichtung. and magnetic coating.

Durch die Wahl der Polyanionen, Polykationen und Polyimine kann für eine geeignete chemische Immobilisierung gesorgt werden, während durch Immobilisierung geeigneter Antikörper in der funktionellen Beschichtung eine Spezifität für beliebige Zelloberflächenmoleküle hergestellt werden kann. By the choice of polyanions, polycations and polyimines can be provided a suitable chemical immobilization, while specificity for any cell surface molecules can be made by immobilizing appropriate antibodies in the functional coating.

Wenn die funktionelle Beschichtung eine magnetische Beschich tung umfaßt, so lassen sich auf diese Weise magnetische Anti körper einfangen, die der Zellsuspension zuvor zugegeben wurden und sich an bestimmte Zelloberflächenmoleküle angelagert haben. When the functional coating comprises a magnetic Beschich tung, so can capture magnetic anti body in this way, which were previously added to the cell suspension and have attached to specific cell surface molecules. Durch die Wahl eines speziellen magnetischen Antikörpers können auf diese Weise genau vorherbestimmbare Zellen aus der Zellsus pension immobilisiert werden. By choosing a special magnetic antibody exactly predictable cells from the cell suspension can be immobilized in this way. An magnetische Partikel gekoppel te Antikörper sind aus dem Stand der Technik bekannt, sie wer den beispielsweise von Per Septive Diagnostics Incorporated, Cambrigde, Massachusetts, vertrieben; To magnetic particles gekoppel te antibodies are known in the prior art, they who drove the example of Per PerSeptive Diagnostics Incorporated, Cambridge, Massachusetts; siehe Ahern: "Antibodies Making Their Way From The Clinic To The Research Lab", The Sci entist, Band 9 , 1995 , S. 18-19. see Ahern: "Antibodies Making Their Way From The Clinic To The Research Lab", The Sci entist, Volume 9, 1995, pp 18-19.

Dabei ist es weiter bevorzugt, wenn eine Positioniereinheit vorgesehen ist, um eine Zelle über der Öffnung zu positionie ren, wobei die Positioniereinheit eine Laserpinzette umfassen kann, ein elektromagnetisches Feld aufbauen oder eine hydrody namische Kraft erzeugen kann. It is further preferred if a positioning unit is provided to a cell through the opening to Positionin reindeer, wherein the positioning unit can comprise a laser tweezers, build up an electromagnetic field or produce an hydrody namic force can.

Die Positioniereinheit kann damit einerseits bereits durch den Ansaugkanal repräsentiert sein, der eine hydrodynamische Kraft erzeugt, wobei aber auch unabhängig von dem Ansaugkanal oder zusätzlich zu dem Ansaugkanal z. The positioning unit may already be represented by the suction duct, which generates a hydrodynamic force on the one hand, but also independent of the intake duct or in addition to the intake z. B. eine Laserpinzette oder ein elektromagnetisches Feld vorgesehen sein können. As a laser tweezers or an electromagnetic field may be provided.

Laserpinzetten sind aus dem Stand der Technik allgemein be kannt, bei diesen optischen Pinzetten handelt es sich um opti sche Manipulatoren, die auf dem Impulserhaltungssatz basieren. are laser tweezers from the prior art generally be known, in these optical tweezers is it is opti cal manipulators, based on the momentum conservation law.

Ein für das Laserlicht weitgehend transparentes Objekt absor biert kaum Energie, lenkt den Strahl jedoch nach dem Brechungs gesetz aus der ursprünglichen Richtung ab. sublingually a substantially transparent for the laser light object biert little energy, but directs the beam after the refraction law from the original direction. Diese Brechung über trägt auf eine Zelle einen Impuls, der die Zelle bewegt. This refraction transmits to a cell a pulse which moves the cell. Ein Paar symmetrischer Laserstrahlen bildet so eine Falle, in der die Zelle gehalten wird. A pair of symmetrical laser beams thus forms a trap in which the cell is maintained. Durch Verfahren der Strahlen läßt sich die Zelle bewegen; By methods of the beams, the cell can be moved; siehe Berns: "Mit Laserwerkzeugen ins Zell innere", Spektrum der Wissenschaften, Juli 1998, S. 56. see Berns: "With internal laser tools into the cell," Spectrum of Sciences, May 1998, p 56th

Mittels der Positioniereinheit kann z. By means of the positioning unit such can. B. eine Zelle auf die funktionelle Beschichtung aufgesetzt werden. B. a cell are placed on the functional coating. Wird die Zelle da nach von der Positioniereinheit freigegeben, so verbleibt sie nur über der Öffnung, wenn sie durch die funktionelle Beschich tung immobilisiert werden kann. If the cell is released from the positioning unit as claimed, it remains only on the opening, if it can be immobilized by the functional Beschich processing. Auf diese Weise läßt sich eine einfache Selektion von Zellen vornehmen. In this way, a simple selection of cells can make. Wenn die Zelle von der Transportströmung in der Vorrichtung nach dem Freigeben durch die Positioniereinheit weiterbewegt, hat eine negative Selekti on stattgefunden, andernfalls eine positive Selektion. If the cell continues to move from the transport flow in the device after release by the positioning unit, a negative Selekti on has taken place, otherwise a positive selection.

Auf diese Weise lassen sich aus einer Suspension unterschiedli cher Zellen genau die Zellen heraussuchen, die mit der Vorrich tung kontaktiert werden sollen. In this way, cells can pick out exactly the cells that are to be contacted with the Vorrich processing from a suspension differing cher. Auch diese Selektion ist bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung und einem gattungsgemäßen Verfahren für sich genommen neu und erfinderisch. Also this selection is made in a generic apparatus and a generic method in itself novel and inventive.

Dabei ist es bevorzugt, wenn das Substrat integraler Bestand teil einer Wandung eines Strömungskanals ist, durch den die Flüssigkeit mit definierter und/oder einstellbarer Transport strömung zu der Öffnung geleitet wird, wobei vorzugsweise eine Sensoreinheit vorgesehen ist, die auf einen Parameter der Zelle anspricht und die Positioniereinheit und/oder den Ansaugkanal ansteuert. It is preferred when the substrate integral component is part of a wall of a flow channel through which the liquid with a defined and / or adjustable transport flow is directed to the opening, whereby preferably one sensor unit is provided which is responsive to a parameter of the cell and the positioning and / or the intake controls.

Auch die Sensoreinheit dient der Selektion von Zellen und ist für sich genommen genauso wie die funktionelle Beschichtung bei einer Vorrichtung und einem Verfahren der gattungsgemäßen Art neu und erfinderisch. Also, the sensor unit is used for the selection of cells and is in itself the same as the functional coating at a device and a method of the generic kind novel and inventive.

Der Parameter ist dabei ausgewählt aus der Gruppe: optische Pa rameter wie beispielsweise Fluoreszenz, Absorption, Reflexion, Beugung, Brechung; The parameter is selected from the group: Pa optical parameters such as fluorescence, absorption, reflection, diffraction, refraction; geometrische Parameter wie beispielsweise Größe, Länge, Durchmesser, Form; geometric parameters such as size, length, diameter, shape; elektrische Parameter wie bei spielsweise Kapazität, Widerstand; electrical parameters as at play as capacitance, resistance; und biologische, chemische, physikalische Zellparameter. and biological, chemical, physical cell parameters.

Die Sensoreinheit ist dabei vorzugsweise stromaufwärts von der Öffnung angeordnet. The sensor unit is preferably arranged upstream of the opening.

Die Sensoreinheit ermöglicht insbesondere im Zusammenhang mit der einstellbaren Transportströmung und/oder der Positio niereinheit eine Selektion von Zellen. The sensor unit enables, in particular in connection with the adjustable transport flow and / or the positio niereinheit selection of cells. Wenn die Sensoreinheit anhand der gemessenen Zellparameter eine zu kontaktierende Zel le erkennt, wird dies an die Positioniereinheit und/oder den Ansaugkanal weitergegeben, die dann in Kenntnis der eingestell ten Transportströmung zu dem Zeitpunkt tätig werden, zu dem sich die von der Sensoreinheit selektierte Zelle in ihrem Be reich befindet. If the sensor unit detects a to be contacted cell h le from the measured cell parameters, this will be passed on to the positioning unit and / or the suction channel, which are then automatically having regard to the turned alternate th transport stream to the time at which the selected by the sensor unit cell in is their Be rich. Es ist auch möglich, kurz vor dem Ansaugkanal eine weitere Sensoreinheit vorzusehen, die zur Lokalisierung einer Zelle dient und deren momentanen Ort an den Ansaugkanal und/oder die Positioniereinheit meldet. It is also possible to provide a further sensor unit just before the intake passage, which serves for locating a cell and reports the current location of the intake port and / or the positioning unit.

Die Sensoreinheit sowie die gegebenenfalls vorgesehene weitere Sensoreinheit ermöglichen damit eine deutlich effizientere Se lektion von Zellen als die funktionelle Beschichtung, wobei durch Kombination von Sensoreinheit(en), Positioniereinheit und funktioneller Beschichtung eine sehr scharfe Selektion der zu kontaktierenden Zellen möglich wird. so that the sensor unit as well as the possibly provided additional sensor unit allowing a significantly more efficient Se lesson of cells as the functional coating, wherein a very sharp selection of the to be contacted cell is made possible by combination of sensor unit (s), positioning and functional coating.

Allgemein ist es bevorzugt, wenn stromaufwärts von der Öffnung eine Mikroperfusionseinheit angeordnet ist, um eine immobili sierte Zelle mit Testsubstanzen zu umspülen, wobei vorzugsweise die Komponenten der Vorrichtung in Mikrosystemtechnik herge stellt sind. Generally, it is preferred if a Mikroperfusionseinheit is arranged upstream of the opening so as to flow around an immobili catalyzed cell with test substances, wherein preferably the components of the device in microsystems technology Herge is shown.

Auf diese Weise ist es möglich, die immobilisierte Zelle mit geringen Substanzmengen anzuspülen, so daß kostensparend gear beitet werden kann. In this way it is possible to wash the immobilized cell with small amounts of substance, so that it can be cost-saving gear beitet.

Bei dem neuen Verfahren ist es bevorzugt, wenn vor jedem Kon taktieren die Kontaktspitze ausgetauscht wird. In the new method, it is preferred if before each Kon taktieren the contact tip is replaced.

Hier ist von Vorteil, daß für jedes neue Kontaktieren eine neue Kontaktspitze verwendet wird, was für die sichere Ausbildung eines Gigaseals sowie eine zuverlässige Perforation des um schlossenen Membranflecks sorgt, sofern dies gewünscht ist. The advantage here is that a new contact tip is used for each new contact, which ensures the secure formation of a gigaseals and a reliable perforation to closed membrane spot, if desired.

Weiter ist es bevorzugt, wenn die Flüssigkeit mit einstellbarer Transportströmung durch einen Kanal zu der Öffnung geleitet wird. Further, it is preferred if the liquid is directed with adjustable transport flow through a conduit to the opening.

Hier ist von Vorteil, daß die suspendierten Zellen in bekannter Zeitabfolge an der Öffnung vorbeischwimmen, so daß eine Ablauf steuerung den Ansaugkanal jeweils rechtzeitig ansteuern kann. The advantage here is that the suspended cells to swim past in a known time sequence of the opening so that a sequence control the intake can control in time respectively.

Weiter ist es bevorzugt, wenn die Zelle durch Anhaften an einer funktionellen Beschichtung immobilisiert wird, die um die Öff nung herum auf dem Substrat angeordnet ist, wobei die Zelle vorzugsweise durch eine Positioniereinheit über der Öffnung po sitioniert wird und weiter vorzugsweise vor dem Positionieren einer Zelle ein Parameter der Zelle gemessen und in Abhängig keit von dem Parameter die Zelle für die Positionierung ausge wählt wird. Further, it is preferred if the cell is immobilized by attachment to a functional coating which is arranged around the Publ voltage around on the substrate, wherein the cell is preferably sitioned po by a positioning over the opening and also preferably prior to the positioning of a cell a parameter of the measured cell and the cell is selected out for the positioning in Depending on the speed of parameters.

Hier ist von Vorteil, daß nicht mit völlig reinen Zellpopula tionen gearbeitet werden muß, sondern daß auch aus gemischten Zellsuspensionen gewünschte Zelltypen zur Kontaktierung ausge wählt werden können. The advantage here is that not functions with completely pure Zellpopula necessary to work, but that can be selected also from mixed cell suspensions desired cell types for contacting.

Dabei ist es bevorzugt, wenn eine Zelle dadurch selektiert wird, daß sie mittels der Positioniereinheit auf der funktio nellen Beschichtung positioniert und dann von der Positio niereinheit freigegeben wird, so daß nur Zellen immobilisiert bleiben, die auf die funktionelle Beschichtung ansprechen. It is preferred, when a cell is selected in that it is positioned by means of the positioning on the func tional coating and then niereinheit released from the positio, so that only cells remain immobilized responsive to the functional coating.

Hier ist von Vorteil, daß quasi jede an der Positioniereinheit vorbeischwimmende Zelle über die funktionelle Beschichtung dar aufhin getestet wird, ob sie kontaktiert werden soll oder aber freigegeben werden kann. The advantage here is that virtually any past floating on the positioning unit cell via the functional coating represents aufhin is tested whether it is to be contacted or can be released.

Dabei ist es bevorzugt, wenn die Zelle zusätzlich zu der funk tionellen Beschichtung durch hydrodynamischen Unterdruck immo bilsiert wird. It is preferred if the cell is bilsiert immo addition to the radio tional coating by hydrodynamic negative pressure.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine zuverlässie Haltekraft auf eine über die funktionelle Beschichtung selektierte Zelle ausgewählt wird, so daß sie während einer Langzeitmessung z. This measure has the advantage that a zuverlässie holding force is selected in a functional coating on the selected cell, so that, during a long-term measurement, for the advantage. B. mit Perfusion sicher gehalten werden kann. As can be held securely with perfusion.

Schließlich ist es noch bevorzugt, wenn die Zelle von der Öff nung entfernt wird, indem der zur Immobilisierung angelegte Un terdruck zu einem Überdruck aufgebaut wird. Finally, it is preferred if the cell is of the Publ voltage is removed by the terdruck applied for immobilization Un is built up to an overpressure.

Hier ist von Vorteil, daß nach dem Ende einer Meß- und Stimula tionsphase die Zelle aktiv wieder abgestoßen werden kann. The advantage here is that after the end of a measuring and Stimula tion phase, the cell can become active again repelled. Zusammenfassend bieten die neue Vorrichtung sowie das neue Ver fahren also die Möglichkeit, Einzelzellen aus einer Suspension nach mindestens einem Kriterium, also einem Zellparameter, zu selektieren und die selektierten Einzelzellen aus der Suspensi on an einer Ableitstelle, also an der Öffnung, zu positionieren und zu immobilisieren. In summary, the new device and the new Ver offer so take the opportunity to single cells from a suspension of at least one criterion, that is to select a cell parameters and to position the selected single cells from the slurries on at a Detection Site, so at the opening, and immobilize. Die Immobilisierung erfolgt dabei entwe der über einen Ansaugkanal, also mit hydrodynamischem Unter druck, und/oder aber über eine funktionelle Beschichtung. The immobilization takes place via an intake duct of the entwe, so hydrodynamic negative pressure and / or a functional coating.

Entsprechend dem Verfahren der klassischen Patch-Clamp-Technik wird die Zelle zum Zwecke der Bildung eines hochomigen Seals durch den Kontaktkanal angesaugt, wobei die angesaugte und ab gedichtete Membran wahlweise durch einen Druckpuls durchbrochen werden kann. According to the method of classical patch-clamp technique, the cell is drawn for the purpose of forming a high-impedance Seals by the contact channel, said sucked and from gasketed membrane may be broken either by a pressure pulse.

Die immobilisierte und kontaktierte Zelle kann mit Flüssigkei ten perfundiert werden, die Testsubstanzen enthalten, so daß serielle Untersuchungen an vielen Zellen automatisierbar durch geführt werden können, wobei gleichzeitig die Vorteile der klassischen Patch-Clamp-Technik genutzt werden. The immobilized and contacted cell can be perfused with Flüssigkei th containing test substances, so that serial studies on many cells can be performed by automated, being simultaneously used the advantages of classical patch clamp.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der bei gefügten Zeichnung. Further advantages result from the description and the drawing in clips.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and useful features to be explained not only in the respectively specified combination but also in other combinations or alone after standing still, without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine schematische Übersicht über die neue Vorrich tung; Fig. Tung 1 is a schematic overview of the new Vorrich;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts der Vorrichtung aus Fig. 1 im Bereich der Kontaktier- und Meßeinheit; 2 is an enlarged illustration of a detail of the device of Figure 1 in the region of the contacting and measuring unit..;

Fig. 3 den schematischen Ablauf einer elektrischen Kontak tierung einer Zelle sowie des Austauschs der Kon taktspitze; Figure 3 clock tip the schematic flow of an electric Kontakt orientation of a cell as well as the exchange of Kon.

Fig. 4 ein erstes Ausführungsbeispiel einer austauschbaren Kontaktspitze, bei der der Ansaugkanal im Substrat angeordnet ist; 4 shows a first embodiment of a replaceable contact tip, wherein the suction duct is arranged in the substrate.

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel wie Fig. 4, bei dem jedoch die Kontakteinheit in auswechselbares Oberteil und wiederverwendbares Unterteil aufgeteilt ist; Figure 5 shows an embodiment like Figure 4, but in which the contact unit is divided into interchangeable upper part and a reusable base..;

Fig. 6 eine Kontakteinheit wie in Fig. 5, wobei jedoch der Ansaugkanal in der Kontakteinheit ausgebildet ist; Fig. 6 shows a contact unit as shown in Figure 5, but with the suction passage is formed in the contact unit. und and

Fig. 7 eine Kontakteinheit wie in Fig. 6, jedoch mit größe rer Öffnung im Substrat. Fig. 7 shows a contact unit as shown in Fig. 6, but with size rer opening in the substrate.

In Fig. 1 ist mit 10 eine Vorrichtung zum elektrischen Kontak tieren von Zellen 11 gezeigt, die in einer in einem Vorratsbe hälter 12 vorrätig gehaltenen Flüssigkeit 14 in Suspension sind. In Fig. 1, an apparatus for electrically Kontakt with 10 animals of cells 11, which are in a container in a Vorratsbe 12 held with the liquid 14 in suspension.

Der Vorratsbehälter 12 ist mit einem Umschaltventil 15 verbun den, durch das die Flüssigkeit 14 in einen Strömungskanal 16 geleitet wird, in dem in noch zu beschreibender Weise die elek trische Kontaktierung der Zellen 11 erfolgt. The reservoir 12 is verbun with a change-over valve 15 through which the liquid is directed into a flow path 16 14, is performed in the in still to be described, the elec trical contact with the cells 11 to.

An das Umschaltventil 15 ist ferner ein Einlaß 17 für eine Waschlösung angeschlossen, so daß der Strömungskanal 16 nach erfolgter Messung an einer Zelle 11 mit der Waschlösung durch spült werden kann. An inlet 17 is further connected to a washing solution to the changeover valve 15, so that the flow channel can be flushed after the measurement 16 in a cell 11 with the washing solution through.

Längs des Strömungskanals 16 ist zunächst eine Sensoreinheit 18 angeordnet, über die Parameter der Zellen 11 gemessen werden. Along the flow channel 16, a sensor unit is first placed 18 are measured using the parameters of the cells. 11 An die Sensoreinheit 18 schließt sich eine Mikroperfusionsein heit 19 an, über die Perfusionslösungen 20 in den Strömungska nal 16 eingeleitet werden können, um eine kontaktierte Zelle zu perfundieren, also mit Testsubstanzen anzuspülen. To the sensor unit 18 includes a Mikroperfusionsein standardized at 19, can use the perfusion 20 in the Strömungska nal 16 are introduced to perfuse a contacted cell, ie to rinse with test substances.

An die Mikroperfusionseinheit 19 schließt sich eine Positio niereinheit 21 an, über die Zellen 11 in einer Kontaktier- und Meßeinheit 22 positioniert und dort immobilisiert werden kön nen. The Mikroperfusionseinheit 19 includes a positio niereinheit to 21 Kgs be positioned over the cells 11 in a contacting and measurement unit 22 and immobilized there NEN.

Die Positioniereinheit 21 wird z. The positioning unit 21 is for. B. in Abhängigkeit von Aus gangssignalen der Sensoreinheit 18 gesteuert. As a function of controlled from the sensor unit 18 crossing signals.

In Fig. 1 ist in der Kontaktier- und Meßeinheit 22 noch eine konventionelle Patch-Clamp-Spitze 23 angedeutet, über die Mes sungen an der Außenseite einer Membran der Zelle 11 sowie in trazelluläre Messungen in noch zu beschreibender Weise automa tisch durchgeführt werden können. In Fig. 1, a conventional patch clamp tip 23 is in the contacting and measuring unit 22 also indicated on the Mes measurements on the outside of a membrane of the cell 11 as well as in trazelluläre measurements can still be performed automati cally manner to be described.

Vor der Patch-Clamp-Spitze 23 kann eine weitere Sensoreinheit 18 ' angeordnet sein, die bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausfüh rungsbeispiel in der Kontaktier- und Meßeinheit 22 angeordnet ist. Before the patch clamp tip 23 a further sensor unit can be disposed 18 'which, for example approximately in the example shown in Fig. 1 exporting is disposed in the contacting and measuring unit 22nd Die weitere Sensoreinheit 18 ' kann über optische und ande re Methoden Einzelzellen im Strömungskanal 16 lokalisieren und mit ihrem Meßkanal das Ansaugen dieser Einzelzelle steuern, wie es im einzelnen weiter hinten noch beschrieben wird. The other sensor unit 18 'can locate individual cells in the flow channel 16 and the suction control of this single cell with its measuring channel, as will be described in detail behind further optical and oth er methods.

Während die Sensoreinheit 18 zur Selektion einer anzusaugenden Zelle dient, ist es Aufgabe der weiteren Sensoreinheit 18 ', ei ne Einzelzelle zu lokalisieren und deren momentanen Ort derart zu bestimmen, daß sie über die Positioniereinheit 21 und/oder durch Ansaugen in Kontakt mit der Patch-Clamp-Spritze 23 ge bracht werden kann. While the sensor unit 18 is used to select one to be sucked cell, it is an object of the further sensor unit 18 'to locate ei ne single cell and its current location to be determined such that they have the positioning unit 21 and / or by suction in contact with the patch Clamp syringe 23 can be placed ge.

An die Kontaktier- und Meßeinheit 22 schließt sich eine zweite Sensoreinheit 24 und daran eine Steuerung 25 für eine bei 26 angedeutete Transportströmung der Flüssigkeit 14 in dem Strö mungskanal 16 an. The contacting and measuring unit 22, a second sensor unit includes 24 and to this, a controller 25 for an indicated at 26 transport flow of the liquid 14 in the flow duct Strö sixteenth Der Strömungskanal 16 mündet schließlich in einen Auffangbehälter 27 für Flüssigkeit 14 und Waschlösung 17 . The flow channel 16 finally ends in a collecting container 27 for liquid 14 and wash solution 17th

Schließlich ist in Fig. 1 noch eine Ablaufsteuerung und Meßda tenverarbeitung 28 gezeigt, über die die einzelnen Komponenten der Vorrichtung gesteuert und funktionell miteinander verbunden werden. Finally, 1 is shown in Fig. Yet a sequence control and Meßda tenverarbeitung shown 28, via the control, the individual components of the device and be operatively interconnected.

Über die Ablaufsteuerung und Meßdatenverarbeitung 28 wird die Transportströmung 26 dabei so eingestellt, daß jeweils eine einzige Zelle an der Sensoreinheit 18 vorbeiströmt, dort bezüg lich bestimmter Parameter vermessen wird und dann im Falle ih rer Auswahl durch die Positioniereinheit 21 in der Kontaktier- und Meßeinheit positioniert wird. Over the process control and measurement data processing 28, the transport flow 26 is positioned so adjusted that in each case a single cell flows past the sensor unit 18, there bezüg to monitor certain parameters is measured, and then, in the case ih rer selection by the positioning unit 21 in the contacting and measuring unit becomes.

Die Positioniereinheit 21 kann dabei z. The positioning unit 21 can, for. B. eine Laserpinzette sein, oder aber ein elektromagnetisches Feld aufbauen, über das an magnetische Partikel gekoppelte Antikörper, die auf der Oberfläche der Zellen 11 sitzen, zur Meß- und Ableitstelle transportiert werden. Example, be a laser tweezers, or to build up an electromagnetic field, are transported over the coupled antibody to magnetic particles, which sit on the surface of the cells 11 for measuring and Detection Site.

Darüber hinaus ist es auch möglich, statt oder zusätzlich zur Positioniereinheit 21 in der Kontaktier- und Meßeinheit 22 ei nen hydrodynamischen Unterdruck zum Immobilisieren einer Zelle 11 vorzusehen, wie dies nachstehend im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wird. In addition, it is also possible, instead of or in addition to the positioning unit 21 in the contacting and measuring unit 22 ei NEN hydrodynamic negative pressure for immobilizing a cell to provide 11, as will be described below in connection with FIG. 2.

Die Sensoreinheit 18 ist dabei dazu ausgelegt, einen optischen, elektrischen, geometrischen oder sonstigen biologischen, chemi schen oder physikalischen Zellparameter zu erfassen und an die Ablaufsteuerung und Meßdatenverarbeitung 28 zu melden, die dar aufhin die Positioniereinheit 21 und/oder die Kontaktier- und Meßeinheit 22 entsprechend ansteuert, wenn die anhand ihres Pa rameters als geeignet erkannte Zelle aufgrund der bekannten Transportströmung 26 in den Bereich der Kontaktier- und Meßein heit 22 gelangt ist. The sensor unit 18 is adapted to an optical, electrical, geometrical or other biological, chemical capture rule or physical cell parameters and to report to the sequence control and processing of measured data 28 which aufhin illustrates the positioning unit 21 and / or the contacting and measuring unit 22 accordingly controls, when the rameters by their Pa recognized as suitable cell due to the known transport flow 26 in the area of the contacting and uniform MESSEIN reached 22nd

Die Kontaktier- und Meßeinheit 22 ist dabei in Mikrosystemtech nik als mikrostrukturiertes Teil ausgelegt, weist also sehr ge ringe Abmaße auf. The contacting and measuring unit 22 is designed as a microstructured member in microsystem technology, so has very ge rings dimensions on.

In Fig. 2 ist ein Ausschnitt der Vorrichtung 10 aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab und in schematischer Seitenansicht ge zeigt. In FIG. 2, a detail of the device 10 of FIG. 1 in an enlarged scale and in a schematic side view showing ge is. Der Strömungskanal 16 weist als Wandung ein Substrat 31 auf, in dem eine Öffnung 32 vorgesehen ist, auf der eine zu kontaktierende Zelle 11 positioniert wird. The flow channel 16 has, as a wall on a substrate 31 in which an opening 32 is provided on which a cell to be contacted is positioned. 11 In der Öffnung 32 mündet ein Ansaugkanal 33 , der mit einer Pumpe 34 verbunden ist, über die in der Öffnung 32 zum Ansaugen einer Zelle 11 ein hydrodynamischer Unterdruck eingestellt werden kann. In the opening 32 an intake duct 33 which is connected to a pump 34, through which a hydrodynamic low pressure can be set in the opening 32 for sucking a cell 11 opens.

Um die Öffnung 32 herum ist der Zelle 11 zugewandt auf dem Substrat 31 eine funktionelle Beschichtung 35 angeordnet, die zusätzlich zum Ansaugkanal 33 zum Immobilisieren einer Zelle 11 dient. Around the opening 32 around the cell 11 faces to the substrate 31, a functional coating 35 is disposed, in addition to the intake port 33 is used to immobilize a cell. 11 Wenn die Zelle 11 auf der Öffnung 32 positioniert wurde, wird der Unterdruck der Pumpe 34 abgestellt, so daß die Zelle 11 nur auf der funktionellen Beschichtung 35 haften bleibt, wenn sie auf die Beschichtung anspricht, ansonsten wird sie durch die Transportströmung 26 weggewaschen. If the cell was positioned on the aperture 32 11, the negative pressure of the pump is shut off 34, so that the cell 11 is 35 only adhere to the functional coating when it is responsive to the coating, otherwise it will be washed away by the transport flow 26th Für die eigentli che Messung wird die Pumpe 34 dann jedoch wieder eingeschaltet, so daß die Zelle 11 sicher auf der Öffnung 32 immobilisiert wird. For the measurement, the eigentli che pump 34 is then, however, turned back on, so that the cell 11 is securely immobilized on the opening 32nd

Die erste Positionierung auf der Öffnung 32 diente also ledig lich dem Test, ob die Zelle 11 auf die funktionelle Beschich tung 35 anspricht, die für eine chemische Immobilisierung oder eine Immobilisierung über ihrerseits immobilisierte Antikörper sorgt. The first positioning on the opening 32 served the single Lich the test whether the cell 11 to the functional processing Beschich 35 is responsive, which provides for a chemical immobilization or immobilization in turn immobilized antibody. Die funktionelle Beschichtung 35 kann auch eine magneti sche Beschichtung sein, die an magnetische Partikel gekoppelte Antikörper festhält, die ihrerseits auf der Zelle 11 sitzen. The functional coating 35 can also be a magneti specific coating holds the magnetic particles coupled to antibody, which in turn sit on the cell. 11 Diese erste Positionierung der Zelle 11 auf der Öffnung 32 kann außer über den Ansaugkanal 33 auch über die Positioniereinheit 21 aus Fig. 1 erfolgen. This initial positioning of the cell 11 on the opening 32 can be carried out other than through the suction passage 33 via the positioning unit 21 in FIG. 1.

Von der Zelle 11 abgelegen sitzt an dem Substrat 31 eine ab nehmbare Kontakteinheit 36 , an der eine auswechselbare Kontakt spitze 37 angeordnet ist. Remote from the cell 11 is seated on the substrate 31 from a tachable contact unit 36 to which a replaceable tip contact is arranged 37th Die Kontaktspitze 37 liegt mit ihrem oberen Ende 38 an einer Zellmembran 39 der Zelle 11 an und wölbt diese leicht nach innen. The contact tip 37 is located with its upper end 38 to a cell membrane 39 of the cell 11 and bulges these slightly inward.

Die Kontaktspitze 37 wird von einem Kontaktkanal 41 durchsetzt, der am oberen Ende 38 der Kontaktspitze 37 mündet. The contact tip 37 is penetrated by a contact channel 41, which opens at the upper end 38 of the contact tip 37th Anderen Endes ist der Kontaktkanal 41 mit einer Pumpe 42 verbunden, über die ein hydrodynamischer Unterdruck einstellbar ist. Other end of the contact channel 41 is connected to a pump 42, through which a hydrodynamic negative pressure is adjustable.

In den Kontaktkanal 41 ragt eine Elektrode 43 hinein, die über in den Kontaktkanal 41 vorhandene elektrisch leitende Flüssig keit mit der Zellmembran 39 in elektrischer Verbindung ist. Into the contact channel 41, an electrode 43 protrudes, which is about existing in the contact channel 41 electrically conductive liquid ness with the cell membrane 39 in electrical communication. Als Gegenelektrode dient eine Referenzelektrode 44 , die in den Strömungskanal 16 im Bereich der Öffnung 32 hineinragt. A reference electrode 44 which protrudes into the flow channel 16 in the region of the opening 32 serves as a counter electrode.

Durch den Ansaugkanal 33 wird die Zelle 11 auf der Öffnung 32 immobilisiert, während die Kontaktierung - wie bei der üblichen Patch-Clamp-Technik - durch Anlegen eines leichten Unterdrucks im Kontaktkanal 41 erfolgt. Through the intake passage 33, the cell is immobilized on 11 of the opening 32, while the contact - is done by applying a slight underpressure in the contact channel 41 - as in the conventional patch clamp. Wenn im Kontaktkanal 41 ein Druck stoß erzeugt wird, wird der von der Kontaktspitze 37 umschrie bene Membranfleck perforiert, so daß intrazelluläre Messungen und Stimulierungen möglich werden. When a pressure shock is generated in the contact channel 41, the umschrie of the contact tip 37 surrounded membrane patch is perforated so that intracellular measurements and stimulations are possible.

In den Strömungskanal 16 mündet ferner noch ein Perfusionskanal 45 , durch den eine Perfusionslösung 20 zu der immobilisierten und kontaktierten Zelle 11 geleitet werden kann, um diese mit Testsubstanzen zu umspülen und die Reaktion der Zelle 11 auf die Testsubstanzen zu messen. In the flow channel 16 further opens even a perfusion channel 45 through which a perfusion solution may be routed 20 to the immobilized and contacted cell 11, to wash around this with test substances and to measure the response of the cell 11 to the test substances.

In Fig. 3 ist in einer schematischen Bildabfolge der Vorgang einer Kontaktierung und Messung/Stimulierung einer Zelle 11 ge zeigt. In Fig. 3 a schematic picture sequence of operation of a contacting and measurement / stimulation of a cell 11 is shown ge.

In dem ersten Bild in der oberen Reihe wird der Strömungskanal 16 von einer Flüssigkeit 14 durchströmt, die eine Zelle 11 mit sich trägt. In the first image in the top row of the flow channel 16 is flowed through by a liquid 14 that carries a cell 11 with it. Durch den Ansaugkanal 33 wird ebenfalls Flüssigkeit 14 in das Innere des Strömungskanals 16 eingespült. Through the intake passage 33 liquid 14 is also flushed into the interior of the flow channel sixteenth

Wenn die Zelle 11 den Bereich der Öffnung 32 erreicht hat, wird über den Ansaugkanal 33 ein hydrodynamischer Unterdruck er zeugt, so daß die Zelle 11 auf die Öffnung 32 zugesogen wird, wie es im zweiten Bild der ersten Reihe gezeigt ist. When the cell 11 has reached the region of the opening 32, a hydrodynamic low pressure is he witnesses, so that the cell 11 is supplied absorbed to the opening 32, as shown in the second image of the first row via the intake 33rd

Das letzte Bild der ersten Reihe zeigt, daß die Zelle 11 mit ihrer Membran 39 nach innen gewölbt auf dem oberen Ende 38 der Kontaktspitze 37 zum Liegen kommt, wie es bei der klassischen Patch-Clamp-Technik auch der Fall ist. The last picture of the first row shows that the cell 11 with its diaphragm 39 curved inwards on the upper end 38 of the contact tip 37 comes to lie, as is also the case with the conventional patch clamp. Im Gegensatz zur klassi schen Technik erfolgt die Kontaktierung bei der neuen Vorrich tung und dem neuen Verfahren jedoch dadurch, daß die Zelle 11 zu der Kontaktspitze transportiert und dort automatisch immobi lisiert wird. In contrast to the classical technique rule the contacting with the new Vorrich processing and the new method is carried out, however, in that the cell is transported to the contact tip 11 and there is automatically immobi lisiert.

In der zweiten Zeile im ersten Bild ist zu erkennen, daß ein Unterdruck an den Kontaktkanal 41 angelegt wird, so daß die im mobilisierte Zelle in der in der Patch-Clamp-Technik üblichen Weise kontaktiert wird. In the second row in the first image can be seen that a negative pressure at the contact channel 41 is applied so that the contacting in the mobilized cell in the customary in the patch clamp way. Wenn der Unterdruck in dem Kontaktkanal 41 pulsartig erhöht wird, reist der Membranfleck auf, so daß eine intrazelluläre Messung möglich ist, wie es im zweiten Bild der zweiten Zeile gezeigt ist. When the negative pressure is increased in a pulsed manner in the contact channel 41, the membrane spot travels on, so that an intracellular measurement is possible, as shown in the second image of the second row.

Wenn die Messung/Stimulierung beendet wurde, wird der Unter druck im Kontaktkanal 41 abgeschaltet und im Ansaugkanal 43 wird ein Überdruck angelegt, so daß die Zelle 11 wieder in die Transportströmung 26 freigegeben und durch diese wegtranspor tiert wird. When the measurement / stimulation has been completed, the vacuum in the contact channel 41 turned off and in the intake passage 43, an overpressure is applied so that the cell 11 again released into the transport flow 26 and by that wegtranspor advantage.

In der dritten Zeile im linken Bild ist zu erkennen, daß danach die Kontaktspitze aus der Öffnung 32 entfernt und eine neue Kontaktspitze 37 eingesetzt wird, was im zweiten Bild der drit ten Zeile angedeutet ist. In the third row in the left image will be seen that after the contact tip away from the opening 32 and a new contact tip 37 is inserted, which is indicated in the second image of the drit th row.

Nachdem die Kontaktspitze 37 ausgewechselt wurde, werden der Strömungskanal 16 sowie der Ansaugkanal 33 und der Kontaktkanal 41 zunächst mit Flüssigkeit durchspült, um das System für die Kontaktierung einer neuen Zelle 11 vorzubereiten. After the contact tip was replaced 37, the flow passage 16 and the intake duct 33 and the contact channel 41 are first flushed with liquid, to prepare the system for making contact with a new cell. 11

Das Auswechseln der Kontaktspitze 37 erfolgt automatisch mit tels eines Mikromanipulators, so daß mit der neuen Vorrichtung 10 automatisiert nacheinander viele Zellen kontaktiert und ge messen/stimuliert werden können. The replacement of the contact tip 37 is effected automatically with means of a micromanipulator such that with the new apparatus 10 automatically successively contacted by many cells and measure ge / can be stimulated.

In Fig. 4 ist ein erstes, sehr einfach aufgebautes Ausführungs beispiel für eine auswechselbare Kontaktspitze 37 gezeigt. In FIG. 4, a first, very simple design execution example shown for a replaceable contact tip 37.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Kontaktspitze eine übliche Patch-Clamp-Spitze 23 , wie sie aus Fig. 1 bereits be kannt ist. In the embodiment shown, the contact tip is a standard patch-clamp tip 23, as shown in Fig. 1 already be known. Die Patch-Clamp-Spitze 23 ist in einen Kunststoff block 46 eingegossen, der von außen gegen das Substrat 31 ge drückt wird, so daß die Patch-Clamp-Spitze 23 in die Öffnung 32 hineinragt. The patch-clamp tip 23 is molded in a plastic block 46 which is pressed from the outside ge against the substrate 31 so that the patch-clamp tip 23 projects into the opening 32nd Durch Dichtmittel 47 , die vorzugsweise durch Syl gard TM gebildet werden, wird die Öffnung 32 flüssigkeitsdicht nach außen abgeschlossen. By sealing means 47, which are preferably formed by Syl gard TM, the opening 32 is liquid-tightly closed to the outside.

Die Patch-Clamp-Spitze 23 ragt in dem gezeigten Ausführungsbei spiel etwas über das Substrat 31 hervor in den Strömungskanal 16 hinein, so daß eine über den Ansaugkanal 33 auf die Öffnung 32 gesaugte Zelle 11 eine bei 48 angedeutete Einwölbung ihrer Zellmembran 39 ausbildet, wie es auch von Hand durchgeführter Patch-Clamp-Technik eingestellt wird. The patch-clamp tip 23 protrudes into the state shown Ausführungsbei play about the substrate 31 projecting into the flow passage 16 inside, so that a sucked via the intake channel 33 on the opening 32 of the cell 11 forms a indicated at 48 arching their cell membrane 39, as it is also set manually performed patch clamp.

In Fig. 4 ist im oberen Bild die Anlage des Kunststoffblocks 46 an den Strömungskanal 16 gezeigt, während im unteren Bild der Kunststoffblock 46 mit in dem Kontaktkanal 41 angeordneter Elektrode 43 gezeigt ist. In FIG. 4, in the upper installation of the plastic block 46 is shown in the flow channel 16, while shown in the lower view of the plastic block 46 which is arranged in the contact channel 41 electrode 43. An dem Kunststoffblock 46 greift ein Mikromanipulator an, der lediglich schematisch dargestellt ist. To the plastic block 46, a micromanipulator engages, which is shown only schematically. Der Mikromanipulator 49 drückt den Kunststoffblock 45 gegen das Substrat 31 und hält den Kunststoffblock 46 unter Druck in An lage mit dem Substrat 31 , so daß der bereits erwähnte flüssig keitsdichte Abschluß erreicht wird. The micromanipulator 49 presses the plastic block 45 against the substrate 31 and holds the plastic block 46 under pressure in location to the substrate 31 so that the aforementioned liquid keitsdichte completion is reached.

Die in Fig. 4 gezeigte Kontakteinheit 36 ist sehr einfach auf gebaut, sie besteht im wesentlichen aus einer konventionellen Patch-Clamp-Spitze 23 , die in den Kunststoffblock 46 eingegos sen wurde. The contact unit 36 shown in Fig. 4 is very easily built up, it consists essentially of a conventional patch clamp tip 23, which was eingegos sen in the plastic block 46.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kontakteinheit 36 ist in Fig. 5 gezeigt. Another embodiment of a contact unit 36 is shown in Fig. 5. Die Kontakteinheit 36 aus Fig. 5 weist ein aus zuwechselndes Oberteil 51 sowie ein wiederverwendbares Unter teil 52 auf. The contact unit 36 of FIG. 5 has a zuwechselndes from the upper part 51 and a reusable bottom part 52. An dem Oberteil 51 ist die Kontaktspitze 37 mit dem Kontaktkanal 41 angeordnet, wobei in dem Unterteil 52 eine Kammer 53 vorgesehen ist, in die die Elektrode 43 hineinragt. On the upper part 51, the contact tip 37 is arranged with the contact channel 41, wherein a chamber 53 is provided in the lower part 52, which protrudes in the electrode 43rd In die Kammer 53 führt ebenfalls ein erster Abschnitt 54 des Kontaktkanals 41 , dessen zweiter, trichterförmiger Abschnitt 55 im Oberteil 51 angeordnet ist. In the chamber 53 also results in a first portion 54 of the contact channel 41, the second funnel-shaped portion 55 is arranged in the upper part 51st

Zwischen Oberteil 51 und Unterteil 52 sitzen die schon aus Fig. 4 bekannten Dichtmittel 47 , die auch zwischen Oberteil 51 und Substrat 31 angeordnet sind. Between the upper part 51 and lower part 52 already known from Fig. 4, sealing means 47, which are also located between the upper part 51 and substrate 31 sit.

Die Kontakteinheit 36 aus Fig. 5 ist sehr einfach aufgebaut und leicht zu positionieren, wobei zum Auswechseln der Kontaktspit ze 37 lediglich das Oberteil 51 ausgewechselt werden muß. The contact unit 36 of FIG. 5 is very simple in construction and easy to position, and to replace the Kontaktspit ze 37 only the top 51 must be replaced.

Hierzu wird über einen Mikromanipulator die gesamte Konaktein heit 36 von dem Substrat 31 entfernt, woraufhin das Oberteil 51 ausgetauscht und das Unterteil 52 mit neuem Oberteil 51 wieder gegen das Substrat 31 gedrückt wird. For this purpose, 36 is removed from the substrate 31 via a micromanipulator the entire Konaktein standardized, after which the upper part 51 and exchanged, the lower part 52 is pushed with a new upper part 51 back against the substrate 31st Dieses Auswechseln kann automatisch erfolgen, was gegenüber dem manuellen Austausch ei ne merkliche Zeitersparnis bringt. This replacement can be done automatically, which brings ei ne significant time savings over manual exchange.

In dem Ausführungsbeispiel der Kontakteinheit 36 aus Fig. 6 ist zwischen dem Oberteil 51 und dem Substrat 31 ein Ringraum 58 ausgebildet, der die Kontaktspitze 37 umgibt. In the embodiment of the contact unit 36 of FIG. 6, an annular space 58 is formed between the upper part 51 and the substrate 31, which surrounds the contact tip 37. Der Ringraum 58 führt über einen Durchbruch 59 im Oberteil 51 zu einem ersten Abschnitt 61 des Ansaugkanals 33 , der bei diesem Ausführungs beispiel auch in der Kontakteinheit 36 angeordnet ist. The annular space 58 via an opening 59 in the upper part 51 to a first portion 61 of the intake duct 33, which in this example of execution also in the contact unit 36 is disposed.

Wenn das Oberteil 51 gegen das Substrat 31 gedrückt wurde, wozu das Unterteil 52 gegen das Oberteil 51 gedrückt wird, sorgen die bereits bekannten Dichtmittel 47 wieder für einen flüssig keitsdichten Abschluß. When the upper part 51 is pressed against the substrate 31, for which purpose the lower part 52 is pressed against the upper part 51, already known sealing means 47 provide for a liquid again keitsdichten completion.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 sind sämtliche hydro dynamischen Anschlüsse am Unterteil 52 vorgesehen, wobei in be kannter Weise der Ansaugkanal 33 in der Öffnung mündet. In the embodiment according to FIG. 6, all hydrodynamic connections to the lower part 52 are provided, opening into the opening in known manner be of the intake passage 33rd

Bei dem Ausführungsbeispiel für die Kontakteinheit 36 in Fig. 7 ist gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 der Ringkanal 58 zum hier sehr dünn ausgebildeten Substrat 31 hin durch eine Membran 62 abgeschlossen, die um die Kontaktspitze 37 herum ei nen Durchlaß 63 bildet. In the embodiment of the contact unit 36 in Fig. 7 6 of the annular channel 58 is opposite to the embodiment of Fig. Toward completed at this very thinly formed substrate 31 by a membrane 62 which forms the contact tip 37 around ei NEN passage 63rd

Im Vergleich zu Fig. 6 ist zu erkennen, daß die Öffnung 32 im Substrat 31 erheblich größer ist, so daß die Kontakteinheit 36 sehr leicht an dem Substrat 31 positioniert werden kann. In comparison to FIG. 6 it can be seen that the opening 32 is considerably larger in the substrate 31 so that the contact unit 36 can be positioned on the substrate 31 very easily. Im üb rigen entspricht die Kontakteinheit 36 aus Fig. 7 der Kontak teinheit 36 aus Fig. 6. In üb membered the contact unit 36 of FIG. 7 of the Kontakt teinheit 36 of FIG. 6 corresponds.

Claims (37)

1. Vorrichtung zum elektrischen Kontaktieren von in einer Flüssigkeit ( 14 ) in Suspension befindlichen biologischen Zellen ( 11 ), mit einem zumindest eine Öffnung ( 32 ) aufwei senden Substrat ( 31 ), mit Mitteln ( 35 , 33 ) zum Immobili sieren einer Zelle ( 11 ) auf der Öffnung ( 32 ), vorzugsweise einem in die Öffnung ( 32 ) mündenden Ansaugkanal ( 33 ), über den an der Öffnung ( 32 ) ein hydrodynamischer Unterdruck zum Immobilisieren einer Zelle ( 11 ) auf der Öffnung ( 32 ) erzeugbar ist, und zumindest einer Elektrode ( 43 ) für die elektrische Kontaktierung einer immobilisieren Zelle ( 11 ), dadurch gekennzeichnet , daß an der Öffnung ( 32 ) eine Kon takteinheit ( 36 ) mit einer Kontaktspitze ( 37 ) angeordnet ist, deren oberes Ende ( 38 ) so in die Öffnung ( 32 ) hinein ragt, daß sie mit einer Zellmembran ( 39 ) einer immobili sierten Zelle ( 11 ) in Anlage gelangt, die Kontaktspitze ( 37 ) einen an ihrem oberen Ende ( 38 ) mündenden Kontaktka nal ( 31 ) aufweist, (1. A device for electrically contacting in a liquid (14) in suspension biological cells (11), with an at least one opening (32) aufwei send a substrate (31), means (35, 33) Sieren for Real estate a cell 11) on the opening (32), preferably opening into a into the opening (32) the intake duct (33) via which (at the opening 32), a hydrodynamic negative pressure for immobilizing a cell (11) on the opening (32) is generated, and at least one electrode (43) for the electrical contacting an immobilized cell (11), characterized in that at the opening (32) has a Kon clock unit (36) having a contact tip (37) is arranged, the upper end (38) so in the opening (32) projects that it engages with a cell membrane (39) of a immobili overbased cell (11) into engagement, the contact tip (37) a at its upper end (38) which opens Kontaktka nal (31), über die auf die Zellmembran ( 39 ) ein hydrodynamischer Unterdruck ausübbar ist, und die Elektro de ( 43 ) elektrisch mit dem Kontaktkanal ( 41 ) in Verbindung steht. a hydrodynamic low pressure can be exerted on the cell membrane (39), and the electric de (43) electrically connected to the contact channel (41) communicates.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteinheit ( 36 ) abnehmbar an der Öffnung ( 32 ) an geordnet ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the contact unit (36) is detachable at the opening (32) at sorted.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Kontaktspitze ( 23 , 37 ) auswechselbar angeord net ist. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the contact tip (23, 37) is exchangeable angeord net.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Ansaugkanal ( 33 ) in dem Substrat ( 31 ) verläuft. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the intake duct (33) runs in the substrate (31).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Ansaugkanal ( 33 ) zumindest ab schnittsweise in der Kontakteinheit ( 36 ) verläuft. 5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the intake duct (33) extends at least from cut, in the contact unit (36).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kontakteinheit ein austauschbares, die Kontaktspitze ( 37 ) aufweisendes Oberteil ( 51 ) sowie ein wiederverwendbares, die Elektrode ( 43 ) und einen er sten Abschnitt ( 54 ) des Kontaktkanals ( 41 ) aufweisendes Unterteil ( 52 ) aufweist. 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the contact unit a replaceable, the contact tip (37) exhibiting upper part (51) and a reusable, the electrode (43) and a he th portion (54) of the contact channel (41) exhibiting the lower part (52).
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kontakteinheit ( 36 ) im Bereich der Öffnung ( 32 ) außen an dem Substrat ( 31 ) anliegt und die Öffnung ( 32 ) nach außen flüssigkeitsdicht abschließt. 7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the contact unit (36) in the region of the opening (32) external to the substrate (31) abuts and closes the opening (32) to the outside fluid-tightly.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekenn zeichnet, daß das Oberteil ( 51 ) unter Druck außen an dem Substrat ( 31 ) und das Unterteil ( 52 ) unter Druck an dem Oberteil ( 51 ) anliegt. 8. Device according to claims 6 and 7, characterized characterized marked in that the upper part (51) abuts the outside of the substrate (31) and the lower part (52) under pressure to the upper part (51) under pressure.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Substrat ( 31 ) und Oberteil ( 51 ) und/oder zwischen Oberteil ( 51 ) und Unterteil ( 52 ) ein Dichtmittel ( 47 ) vor gesehen ist. 9. Apparatus according to claim 8, characterized in that between the substrate (31) and upper part (51) and / or between the upper part (51) and lower part (52) is a sealing means (47) before seen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel ( 47 ) ausgewählt ist aus der Gruppe: Sili konpaste, Zwei-Komponenten-Elastomer, Polydimethylsiloxan- Elastomer. 10. The device according to claim 9, characterized in that the sealing means (47) is selected from the group: Sili konpaste, two-component elastomer, polydimethylsiloxane elastomer.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß in dem Unterteil ( 52 ) eine Kammer ( 53 ) vorgesehen ist, in die die Elektrode ( 43 ) hineinragt und ein erster Abschnitt ( 54 ) des Kontaktkanals ( 41 ) mündet. 11. Device according to one of claims 6 to 10, characterized in that in the lower part (52) a chamber (53) is provided, into which projects the electrode (43) and a first portion (54) of the contact channel (41) empties.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Oberteil ( 51 ) ein der Kammer ( 53 ) zugeordneter, die Kontaktspitze ( 37 ) durchsetzender, trichterförmiger zwei ter Abschnitt ( 55 ) des Kontaktkanals ( 41 ) angeordnet ist. 12. The apparatus according to claim 11, characterized in that associated with a chamber (53) in the upper part (51), the contact tip (37) enforcing, funnel-shaped two ter portion (55) of the contact channel (41) is arranged.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen Oberteil ( 51 ) und Substrat ( 31 ) um die Kontaktspitze ( 37 ) herum ein Ringraum ( 58 ) ausge bildet ist, der auf das Unterteil ( 52 ) zuweisend einen Durchbruch ( 59 ) aufweist, der einem ersten Abschnitt ( 61 ) des Ansaugkanals ( 33 ) in dem Unterteil ( 51 ) zugeordnet ist. 13. The apparatus is 6 to 12, characterized in that between the upper part (51) and substrate (31) to the contact tip (37) around an annular space (58) being according to any of claims, on the lower part (52) zuweisend has an opening (59) which is associated with a first portion (61) of the intake passage (33) in the lower part (51).
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum ( 58 ) auf das Substrat ( 31 ) zuweisend mit ei ner Membran ( 62 ) abgedichtet ist, in der ein die Kontakt spitze ( 37 ) mit Abstand umgebender Durchlaß ( 63 ) vorgese hen ist. 14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the annular space (58) is sealed onto the substrate (31) zuweisend with egg ner membrane (62) in which a contact tip (37) at a distance from surrounding passage (63) vorgese is hen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran ( 62 ) am Oberteil ( 51 ) befestigt ist. 15. The device according to claim 14, characterized in that the membrane (62) is attached to the upper part (51).
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ge kennzeichnet, daß in die Flüssigkeit ( 14 ) im Bereich der Öffnung ( 32 ) eine Referenzelektrode ( 44 ) hineinragt. 16. Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that in the liquid (14) projects a reference electrode (44) in the region of the opening (32).
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge kennzeichnet, daß auf dem Substrat ( 31 ) um die Öffnung ( 32 ) herum eine funktionelle Beschichtung ( 35 ) als Mittel zur Immobilisierung der Zellen ( 11 ) vorgesehen ist. 17. Device according to one of claims 1 to 16, characterized in that there is provided as a means of immobilization of the cells (11) on the substrate (31) around the opening (32) around a functional coating (35).
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die funktionelle Beschichtung ausgewählt ist aus der Grup pe: Polyanionen; 18. The apparatus according to claim 17, characterized in that the functional coating is selected from the pe Grup: polyanions; Polykationen; polycations; Polyethylenimin; polyethyleneimine; Antikörper gegen Zelloberflächenmoleküle wie Integrine (z. B. Fibro nektin), oder Lektine; Antibodies to cell surface molecules such as integrins (e.g., fibro nektin.) Or lectins; und magnetische Beschichtung. and magnetic coating.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekenn zeichnet durch eine Positioniereinheit ( 21 ), um eine Zelle ( 11 ) über der Öffnung ( 32 ) zu positionieren. 19. Device according to one of claims 1 to 18, characterized by a positioning unit (21) to move a cell (11) over the opening (32).
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinheit ( 21 ) eine Laserpinzette umfaßt. 20. Device according to claim 19, characterized in that the positioning unit (21) comprises a laser tweezers.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinheit ( 21 ) ein elektromagnetisches Feld aufbaut. 21. Device according to claim 19, characterized in that the positioning unit (21) establishes an electromagnetic field.
22. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinheit ( 21 ) eine hydrodynamische Kraft er zeugt. 22. Device according to claim 19, characterized in that the positioning unit (21) is a hydrodynamic force he witnesses.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch ge kennzeichnet, daß das Substrat ( 31 ) integraler Bestandteil einer Wandung eines Strömungskanals ( 16 ) ist, durch den die Flüssigkeit ( 14 ) mit definierter und/oder einstellba rer Transportströmung ( 26 ) zu der Öffnung ( 32 ) geleitet wird. 23. Device according to one of claims 1 to 22, characterized in that the substrate (31) is an integral part of a wall of a flow channel (16) through which the liquid (14) with a defined and / or einstellba rer transport flow (26) is guided to the opening (32).
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, gekenn zeichnet durch eine Sensoreinheit ( 18 ), die auf einen Pa rameter der Zellen ( 11 ) anspricht und eine Positionierein heit ( 21 ) und/oder den Ansaugkanal ( 33 ) ansteuert. 24. Device according to one of claims 1 to 23, characterized by a sensor unit (18) responsive to a Pa parameters of the cells (11) and a Positionierein unit (21) and / or the intake passage (33) actuates.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter ausgewählt ist aus der Gruppe: optische Pa rameter wie beispielsweise Fluoreszenz, Absorption, Refle xion, Beugung, Brechung; 25. The device according to claim 24, characterized in that the parameter is selected from the group: Pa optical parameters such as fluorescence, absorption, Refle xion, diffraction, refraction; geometrische Parameter wie bei spielsweise Größe, Länge, Durchmesser, Form; geometric parameters as at play as size, length, diameter, shape; elektrische Parameter wie beispielsweise Kapazität, Widerstand; electrical parameters such as capacitance, resistance; und biologische, chemische, physikalische Zellparameter. and biological, chemical, physical cell parameters.
26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeich net, daß die Sensoreinheit ( 18 ) stromaufwärts von der Öff nung ( 32 ) angeordnet ist. 26. The apparatus of claim 24 or 25, characterized in that the sensor unit (18) is arranged upstream of the Publ voltage (32).
27. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts von der Öffnung ( 32 ) eine Mikroperfusions einheit ( 19 ) angeordnet ist, um eine immobilisierte Zelle ( 11 ) mit Testsubstanzen zu umspülen. 27. The device according to claim 23, characterized in that upstream of the opening (32) a Mikroperfusions unit (19) is arranged to flow around an immobilized cell (11) with test substances.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch ge kennzeichnet, daß sie zumindest teilweise in Mikrosystem technik hergestellt ist. 28. Device according to one of claims 1 to 27, characterized in that it is at least partly manufactured in micro-system technology.
29. Verfahren zum elektrischen Kontaktieren von in einer Flüs sigkeit ( 14 ) in Suspension befindlichen biologischen Zel len ( 11 ) mit den Schritten: 29. A method for electrically contacting located in a sigkeit flues (14) in suspension biological cell h len (11) comprising the steps of:
  • - Immobilisieren einer Zelle ( 11 ) oberhalb einer in einem Substrat ( 31 ) vorgesehenen Öffnung ( 32 ), vor zugsweise durch Erzeugen eines hydrodynamischen Un terdrucks, und - immobilizing a cell (11) above a in a substrate (31) provided in aperture (32), before preferably by generating a hydrodynamic Un terdrucks, and
  • - Kontaktieren der immobilisierten Zelle ( 11 ) über zu mindest eine Elektrode ( 43 ), - contacting the immobilized cell (11) via at least one electrode (43),
dadurch gekennzeichnet, daß zum Kontaktieren der immobili sierten Zelle ( 11 ) durch eine in die Öffnung ( 32 ) ragende Kontaktspitze ( 37 ) hindurch auf eine Zellmembran ( 39 ) der Zellen ( 11 ) ein hydrodynamischer Unterdruck ausgeübt wird, wobei die Elektrode ( 43 ) durch die Kontaktspitze ( 37 ) hin durch mit der Zelle ( 11 ) elektrisch in Kontakt gelangt. characterized in that for contacting the immobili overbased cell (11) projecting through a in the opening (32) contact tip (37) through which a hydrodynamic low pressure is exerted upon a cell membrane (39) of cells (11), said electrode (43) through the contact tip (37) back through the cell (11) electrically comes into contact.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß vor jedem Kontaktieren die Kontaktspitze ( 37 , 23 ) ausge tauscht wird. 30. The method according to claim 29, characterized in that in front of each contacting the contact tip (37, 23) is exchanged out.
31. Verfahren nach Anspruch 29 und 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit ( 14 ) mit einstellbarer Transportströ mung ( 26 ) durch einen Strömungskanal ( 16 ) zu der Öffnung ( 32 ) geleitet wird. 31. The method according to claim 29 and 30, characterized in that the liquid (14) with adjustable Transportströ mung (26) through a flow channel (16) is guided to the opening (32).
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zelle ( 11 ) durch Anhaften an einer funktionellen Beschichtung ( 35 ) immobilisiert wird, die um die Öffnung ( 32 ) herum auf dem Substrat ( 31 ) angeordnet ist. 32. The method according to any one of claims 29 to 31, characterized in that the cell (11) by adhering to a functional coating (35) is immobilized, which is arranged around the opening (32) around on the substrate (31).
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zelle ( 11 ) durch eine Positio niereinheit ( 21 ) über der Öffnung ( 32 ) positioniert wird. 33. A method according to any one of claims 29 to 32, characterized in that the cell (11) by a positio niereinheit (21) over the opening (32) is positioned.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Positionieren einer Zelle ( 11 ) ein Parameter der Zelle ( 11 ) gemessen und in Abhängigkeit von dem Parameter die Zelle ( 11 ) für die Positionierung ausgewählt wird. 34. A method according to claim 33, characterized in that prior to positioning a cell (11) measured a parameter of the cell (11) and in dependence on the parameters, the cell (11) is selected for positioning.
35. Verfahren nach Anspruch 32 und 33, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zelle ( 11 ) dadurch selektiert wird, daß sie mit tels der Positioniereinheit ( 21 ) auf der funktionellen Be schichtung ( 35 ) positioniert und dann von der Positio niereinheit ( 21 ) freigegeben wird, so daß nur Zellen immo bilisiert bleiben, die auf die funktionelle Beschichtung ( 35 ) ansprechen. 35. The method of claim 32 and 33, characterized in that a cell (11) is selected by being coating with means of the positioning unit (21) on the functional Be (35) positioned and then released from the positio niereinheit (21) is such that only cells remain immo stabilizes responsive to the functional coating (35).
36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle zusätzlich zu der funktionellen Beschichtung ( 35 ) durch hydrodynamischen Unterdruck immobilisiert wird. 36. The method according to claim 35, characterized in that the cell in addition to the functional coating (35) is immobilized by hydrodynamic negative pressure.
37. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 36, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zelle von der Öffnung ( 32 ) entfernt wird, indem der zur Immobilisierung angelegte Unterdruck zu einem Überdruck aufgebaut wird. 37. A method according to any one of claims 29 to 36, characterized in that the cell of the opening (32) is removed by the scale for the immobilization negative pressure is built up to an overpressure.
DE10032568A 2000-07-05 2000-07-05 Apparatus and method for electrically contacting located in a liquid in suspension biological cells Ceased DE10032568A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10032568A DE10032568A1 (en) 2000-07-05 2000-07-05 Apparatus and method for electrically contacting located in a liquid in suspension biological cells

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10032568A DE10032568A1 (en) 2000-07-05 2000-07-05 Apparatus and method for electrically contacting located in a liquid in suspension biological cells
DE50110063A DE50110063D1 (en) 2000-07-05 2001-07-05 Apparatus and method for electrical contact of in a liquid in suspension biological cells
JP2002508070A JP3887679B2 (en) 2000-07-05 2001-07-05 Apparatus and method for electrically contacting biological cells suspended in a liquid
PCT/EP2001/007713 WO2002003058A2 (en) 2000-07-05 2001-07-05 Device and method for making electrical contact with biological cells suspended in a fluid
AT01962833T AT329005T (en) 2000-07-05 2001-07-05 Apparatus and method for electrical contact of in a liquid in suspension biological cells
EP01962833A EP1311655B1 (en) 2000-07-05 2001-07-05 Device and method for making electrical contact with biological cells suspended in a fluid
US10/337,059 US7361500B2 (en) 2000-07-05 2003-01-03 Apparatus and method for electrically contacting biological cells suspended in a liquid
US12/042,293 US20080153146A1 (en) 2000-07-05 2008-03-04 Apparatus and Method for Electrically Contacting Biological Cells Suspended in a Liquid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10032568A1 true DE10032568A1 (en) 2002-01-24

Family

ID=7647807

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10032568A Ceased DE10032568A1 (en) 2000-07-05 2000-07-05 Apparatus and method for electrically contacting located in a liquid in suspension biological cells
DE50110063A Active DE50110063D1 (en) 2000-07-05 2001-07-05 Apparatus and method for electrical contact of in a liquid in suspension biological cells

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE50110063A Active DE50110063D1 (en) 2000-07-05 2001-07-05 Apparatus and method for electrical contact of in a liquid in suspension biological cells

Country Status (6)

Country Link
US (2) US7361500B2 (en)
EP (1) EP1311655B1 (en)
JP (1) JP3887679B2 (en)
AT (1) AT329005T (en)
DE (2) DE10032568A1 (en)
WO (1) WO2002003058A2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003074683A1 (en) * 2002-03-01 2003-09-12 Infineon Technologies Ag Cmos process-compatible high dielectric constant surface coating for the detection and stimulation of biological tissue
DE10251767A1 (en) * 2002-11-07 2004-05-27 Forschungszentrum Jülich GmbH Apparatus and method for measuring electrical activity of biological membranes
DE102008009826A1 (en) * 2008-02-19 2009-08-20 Max-Planck-Gesellschaft Device for determining an electrophysiological parameter of biological cell material, comprises ten measurement electrodes, which comprise a free end protruding from insulator layer, and counter electrode assigned in the electrode

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU9786798A (en) * 1997-10-10 1999-05-03 Biosepra Inc. Aligned multiwell multiplate stack and method for processing biological/chemicalsamples using the same
DE59801410D1 (en) * 1997-12-17 2001-10-11 Ecole Polytech Positioning and electrophysiological characterization of individual cells and reconstituted membrane systems on microstructured makers
US20020144905A1 (en) * 1997-12-17 2002-10-10 Christian Schmidt Sample positioning and analysis system
US7244349B2 (en) * 1997-12-17 2007-07-17 Molecular Devices Corporation Multiaperture sample positioning and analysis system
US7067046B2 (en) * 2000-08-04 2006-06-27 Essen Instruments, Inc. System for rapid chemical activation in high-throughput electrophysiological measurements
GB2371626B (en) * 2000-10-11 2005-03-16 Axon Instr Inc Parallel electrode assembly and method of positioning cells for electrophysiological testing
AU2002307218A1 (en) * 2001-03-24 2002-10-08 Aviva Biosciences Corporation Biochips including ion transport detecting structures and methods of use
AU2002353741A1 (en) * 2001-11-27 2003-06-10 Cellectricon Ab A method for combined sequential agent delivery and electroporation for cell structures and use thereof
EP2368636A3 (en) * 2002-02-12 2012-03-07 Cellectricon Ab Systems and methods for rapidly changing the solution environment around sensors
US7470518B2 (en) * 2002-02-12 2008-12-30 Cellectricon Ab Systems and method for rapidly changing the solution environment around sensors
US8202439B2 (en) 2002-06-05 2012-06-19 Panasonic Corporation Diaphragm and device for measuring cellular potential using the same, manufacturing method of the diaphragm
EP1801586B1 (en) * 2002-08-21 2010-10-13 Cellectricon Ab System for obtaining and maintaining high-resistance seals in patch clamp recordings
WO2004018690A1 (en) * 2002-08-21 2004-03-04 Cellectricon Ab System and method for obtaining and maintaining high resistance seals in patch clamp recordings
DE10247189A1 (en) * 2002-10-10 2004-04-22 Robert Bosch Gmbh Method and apparatus
WO2004036202A1 (en) 2002-10-16 2004-04-29 Cellectricon Ab Nanoelectrodes and nanotips for recording transmembrane currents in a plurality of cells
AU2003278321A1 (en) * 2002-10-24 2004-05-13 Sophion Bioscience A/S Apparatus and method for determining and/or monitoring electrophysiological properties of ion channels
US8257962B2 (en) 2003-03-07 2012-09-04 Panasonic Corporation Extracellular potential measuring device and its manufacturing method
US7321795B2 (en) * 2003-03-24 2008-01-22 Les Bogdanowicz Compositions for electric stimulation of the eye
JP4574993B2 (en) * 2004-01-16 2010-11-04 オリンパス株式会社 Lesion detection system
US8058056B2 (en) * 2004-03-12 2011-11-15 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for integrated cell handling and measurements
AU2005222931A1 (en) * 2004-03-12 2005-09-29 The Regents Of The University Of California Methods and apparatus for integrated cell handling and measurements
EP1860179A1 (en) * 2005-03-18 2007-11-28 Effector Cell Institute, Inc. Cell observation aiding instrument and method of cell observation therewith
GB0508983D0 (en) * 2005-05-03 2005-06-08 Oxford Gene Tech Ip Ltd Cell analyser
FR2887030B1 (en) * 2005-06-09 2008-06-13 Commissariat Energie Atomique A planar device with wells addressing automates by dynamic ELECTROWETTING
US8293524B2 (en) * 2006-03-31 2012-10-23 Fluxion Biosciences Inc. Methods and apparatus for the manipulation of particle suspensions and testing thereof
JP4720638B2 (en) * 2006-06-15 2011-07-13 パナソニック株式会社 Method of measuring cell electrophysiological sensor and the cellular electrophysiological phenomena using the same
EP2173735B1 (en) 2007-07-02 2012-01-11 F. Hoffmann-La Roche AG Imidazole derivatives as ccr2 receptor antagonists
DK2710109T3 (en) * 2011-05-19 2018-01-22 Nmi Naturwissenschaftliches Und Medizinisches Institut An Der Univ Tuebingen The method and use of a device for the automated positioning of a micro-system for manipulation of a micro-spherical object
DE102013217694A1 (en) 2013-09-04 2015-03-05 Cytocentrics Bioscience Gmbh Apparatus and method for testing of membranes and cells
DE102014203280B4 (en) 2014-02-24 2015-12-17 Cytocentrics Bioscience Gmbh A device for determining measured variables on membranes
WO2016161081A1 (en) 2015-04-03 2016-10-06 Fluxion Biosciences, Inc. Molecular characterization of single cells and cell populations for non-invasive diagnostics
WO2016166282A1 (en) 2015-04-15 2016-10-20 Cytocentrics Bioscience Gmbh Substrate for cultivating cells
WO2018200873A1 (en) * 2017-04-26 2018-11-01 Ravata Solutions, Inc. Microelectrode techniques for electroporation

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19712309A1 (en) * 1996-11-16 1998-05-20 Nmi Univ Tuebingen Microelements assembly method for contacting located in a liquid environment cells and methods of manufacturing a micro-element array
DE19827957A1 (en) * 1998-05-27 1999-12-09 Micronas Intermetall Gmbh Measuring electrical potential of single biological cell in nutrient, optionally carrying out micromanipulations
DE19948473A1 (en) * 1999-10-08 2001-04-12 Nmi Univ Tuebingen Method and device for measuring on located in a liquid environment cells

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0938674B1 (en) * 1996-11-16 2005-06-01 NMI Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut an der Universität Tübingen in Reutlingen Stiftung Bürgerlichen Rechts Array of microelements, method of contacting cells in a liquid environment and method for the production of an array of microelements
DE19841337C1 (en) * 1998-05-27 1999-09-23 Micronas Intermetall Gmbh Intracellular manipulation of biological cell contents, assisting injection or removal of substances or cell components
AT238412T (en) * 1998-10-08 2003-05-15 Astrazeneca Ab A microfabricated cell
HU0104675A3 (en) * 1998-12-05 2005-10-28 Xention Discovery Ltd Interface patch clamping
US6193647B1 (en) * 1999-04-08 2001-02-27 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Microfluidic embryo and/or oocyte handling device and method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19712309A1 (en) * 1996-11-16 1998-05-20 Nmi Univ Tuebingen Microelements assembly method for contacting located in a liquid environment cells and methods of manufacturing a micro-element array
DE19827957A1 (en) * 1998-05-27 1999-12-09 Micronas Intermetall Gmbh Measuring electrical potential of single biological cell in nutrient, optionally carrying out micromanipulations
DE19948473A1 (en) * 1999-10-08 2001-04-12 Nmi Univ Tuebingen Method and device for measuring on located in a liquid environment cells

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003074683A1 (en) * 2002-03-01 2003-09-12 Infineon Technologies Ag Cmos process-compatible high dielectric constant surface coating for the detection and stimulation of biological tissue
US7379766B2 (en) 2002-03-01 2008-05-27 Infineon Technologies Ag CMOS-process compatible high-DC surface coating for capacitive detection and stimulation of biological tissues
DE10251767A1 (en) * 2002-11-07 2004-05-27 Forschungszentrum Jülich GmbH Apparatus and method for measuring electrical activity of biological membranes
DE102008009826A1 (en) * 2008-02-19 2009-08-20 Max-Planck-Gesellschaft Device for determining an electrophysiological parameter of biological cell material, comprises ten measurement electrodes, which comprise a free end protruding from insulator layer, and counter electrode assigned in the electrode

Also Published As

Publication number Publication date
JP3887679B2 (en) 2007-02-28
WO2002003058A3 (en) 2003-02-27
JP2004502936A (en) 2004-01-29
US20080153146A1 (en) 2008-06-26
WO2002003058A2 (en) 2002-01-10
AT329005T (en) 2006-06-15
EP1311655B1 (en) 2006-06-07
US20030153067A1 (en) 2003-08-14
DE50110063D1 (en) 2006-07-20
US7361500B2 (en) 2008-04-22
EP1311655A2 (en) 2003-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0760095B1 (en) Specimen slide for a microscope
DE69913103T2 (en) An optical sensor and functioning method
DE69936719T2 (en) Micro-fluid device
DE60011429T2 (en) capillary detection device with a fluid-control-film layer with
DE60035111T2 (en) Microfluidic systems with indexing components
DE3630866C2 (en) Method and apparatus for applying liquid to a thin sample
DE4307735C2 (en) A method for assaying a biological material as well as reaction vessel for this purpose
DE69926883T2 (en) High-throughput screening
DE69937353T2 (en) Instrument for analyzing and selectively distribution of object samples
DE3739247C2 (en) Blutungszeitmeßeinrichtung
DE19628178C1 (en) Loading matrix-assisted laser desorption-ionisation sample plate for mass spectrometric analysis
EP1194240B1 (en) Device for handling liquid samples, production method for said device and system for handling liquid samples
DE60130052T2 (en) Electrode construction for dielectrophoretic arrangement and dielectrophoretic separation
DE69724943T2 (en) Tailored micro chemical sensor on Diffusion base
DE69630036T2 (en) Flow Cell for samples and their use
US6379916B1 (en) Device and process for the examination of cells using the patch-clamp method
EP1740722B1 (en) Method and assembly for dna isolation with dry reagents
US6562604B2 (en) Controlled electroporation and mass transfer across cell membranes
US6984297B2 (en) Device for taking measurements of cells which are contained in a liquid environment
EP0073513B1 (en) Method of carrying out an analytical determination, and suitable means therefor
DE60216076T2 (en) sample preparation-assemblies hollow fiber membrane
US20040182707A1 (en) Nanoelectrodes and nanotips for recording transmembrane currents in a plurality of cells
DE19841337C1 (en) Intracellular manipulation of biological cell contents, assisting injection or removal of substances or cell components
EP0691541B1 (en) Method of separating magnetic particles
EP0744994B1 (en) Microtitration plate

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: CYTOCENTRICS AG, 18059 ROSTOCK, DE

8131 Rejection